RISPARMIO ENERGETICO NELLA CASA

Transcript

1 SVILUPPO SOSTENIBILE RISPARMIO ENERGETICO NELLA CASA EDITO DA: ENEA - LUNGOTEVERE THAON DI REVEL, ROMA - SETTEMBRE DESIGN: ANTIPODI ROMA - STAMPA: PRIMAPRINT (VITERBO) S V I L U P P O S O S T E N I B I L E G

2 2 3 RISPARMIO ENERGETICO NELLA CASA L energia consumata per il riscaldamento e per l acqua calda sanitaria nell edilizia residenziale, rappresenta circa il 15% dei consumi energetici nazionali. Intraprendere dei lavori di risparmio energetico significa consumare meno energia e ridurre subito le spese di riscaldamento; significa migliorare l appartamento accrescendo il suo comfort; significa partecipare allo sforzo nazionale per ridurre sensibilmente i consumi di combustibile da fonte esauribile; significa proteggere l ambiente e contribuire alla riduzione dell inquinamento. Per raggiungere questi obiettivi si sono avviati, in questi ultimi anni, vari programmi rivolti ad un uso razionale dell energia negli edifici; tali programmi prevedono sia migliori criteri di progettazione nelle nuove costruzioni, più attenti all aspetto energetico, sia interventi di contenimento dei consumi sul patrimonio edilizio esistente. Al fine di attuare interventi di risparmio energetico l ENEA ci propone questo opuscolo che contiene semplici informazioni per ottenere una riduzione dei consumi energetici nei nostri appartamenti. Possiamo dunque applicare alcuni suggerimenti per migliorare il comfort del nostro appartamento e per ridurre i costi di riscaldamento, tenendo però presente che alcuni interventi devono essere effettuati con cura, previa consultazione di un tecnico specializzato. Se poi dobbiamo intervenire sull edificio per lavori di manutenzione ordinaria siamo nella situazione più favorevole per operare anche un risparmio energetico. SE INTERVENIAMO OGGI, LE NOSTRE SPESE DI RISCALDAMENTO SICURAMENTE DIMINUIRANNO I nostri alloggi sprecano quotidianamente molta energia e le nostre bollette continuano ad aumentare. Perché non fare qualcosa contro questo spreco di energia visto che sappiamo da cosa è provocato ed anche come controllarlo e frenarlo? Di tutta l energia utilizzata in una stagione per riscaldare a 20 C un edificio, una buona parte viene dispersa dalle strutture (tetto, muri, finestre) ed una parte dall impianto; sul consumo totale di combustibile usato per riscaldare il nostro edificio, si può risparmiare anche il 40% fin dal 1 anno. INTERVENIAMO SUL NOSTRO APPARTAMENTO O SUL NOSTRO EDIFICIO PER ECONOMIZZARE ENERGIA Per risparmiare tanto combustibile ogni anno dobbiamo intervenire sul nostro appartamento e/o sul nostro immobile: ridurre le dispersioni di calore attraverso le pareti e il tetto della casa; limitare le fughe di aria calda dalle finestre; abbassare la temperatura degli ambienti e nei locali non utilizzati; sfruttare al meglio l energia contenuta nel combustibile regolando bene l impianto di riscaldamento; tutto questo significa spendere del denaro; ma questo investimento, a sua volta, porta ad un risparmio immediato sulle nostre bollette. Occorre solo decidere di sostenere queste spese. Proponiamo questi interventi nelle riunioni di condominio, per il miglioramento di tutto l immobile, oppure affrontiamo il problema del risparmio energetico da soli, nel nostro appartamento: sicuramente migliorerà il nostro comfort. Attualmente è uno dei migliori investimenti che possiamo fare anche perché: Chi risparmia energia guadagna in benessere!

3 4 5 INCOMINCIAMO SUBITO AD ESEGUIRE SUL NOSTRO ALLOGGIO GLI INTERVENTI PIÙ CONVENIENTI L ENEA ha attribuito a ciascun intervento di risparmio energetico dei valori indicativi che potranno guidarci nelle scelte dei lavori da intraprendere. Tenendo conto del prezzo del combustibile, del costo medio di ogni materiale impiegato e delle economie di energia ottenute, l ENEA ha calcolato, per l investimento, dei Punti di convenienza. PUNTI DI CONVENIENZA TEMPO DI RIMBORSO DELL INVESTIMENTO Meno di 2 anni Meno di 4 anni Meno di 6 anni e mezzo Meno di 12 anni Più di 12 anni PUNTI DI CONVENIENZA Valutando i Punti di convenienza e i risparmi di energia dovuti a ciascun intervento esaminato, potremo scegliere le soluzioni più idonee da adottare. In questo opuscolo l ENEA ha selezionato alcuni interventi di risparmio energetico dei quali vengono indicati: gli spessori ottimali (quando si tratta di materiali isolanti); i costi medi del materiale; i costi medi della posa in opera; i risparmi annuali in % di combustibile; oltre a: consigli sulla convenienza, o meno, ad eseguire l intervento di risparmio energetico; la possibilità del fai da te. I prezzi sono indicativi e riferiti al 2 semestre 1995 e possono variare da Regione a Regione in funzione del tipo di materiale impiegato, delle tecniche utilizzate nell eseguire l intervento, ecc... Pertanto i costi relativi ai diversi interventi corrispondono agli attuali prezzi dei casi più comuni. Le cifre fornite servono principalmente per confrontare le spese di investimento e le economie di energia di ogni intervento. Per non appesantire la trattazione, nelle tabelle dei singoli interventi non sono stati presi in esame tutti i possibili materiali utilizzabili ma solo alcuni esempi di applicazioni più comuni. In ogni caso, con le scelte fatte, non si è inteso esprimere alcun giudizio sulla validità tecnico-commerciale dei prodotti presi o meno in considerazione. Una tabella, all interno dell opuscolo, contiene ulteriori suggerimenti per l applicazione di altri materiali isolanti nei diversi interventi. Le PAGINE GIALLE saranno, inoltre, d aiuto per chiedere diversi preventivi a fornitori ed installatori prima di effettuare gli interventi. Tutti i valori contenuti nell opuscolo sono stati valutati su un edificio-tipo, pluripiano, che necessita di lavori di manutenzione delle facciate e della copertura. PER CONSULTARE L OPUSCOLO Identifichiamo prima di tutto la nostra zona climatica, aiutandoci con l elenco delle città riportate nelle ultime pagine (per le località mancanti fare riferimento al capoluogo di provincia, o meglio, alla località vicina con caratteristiche climatiche simili a quella nella quale è sito l edificio da risanare) e leggiamo, nelle rispettive tabelle, tutte le cifre che ci serviranno a valutare l opportunità del nostro intervento di risparmio energetico. Valutiamo anche la possibilità del fai da te tenendo presente il grado di difficoltà di ogni intervento e ricordando di seguire con attenzione i suggerimenti contenuti nella documentazione tecnica edita dai produttori, al fine di eseguire correttamente l intervento. Un intervento di risanamento energetico mal eseguito, generalmente ha una durata limitata ed è poco efficace ai fini del risparmio e del comfort. FAI DA TE GRADO DI DIFFICOLTÀ Facile Media difficoltà Difficile Le percentuali di risparmio energetico attribuite ai diversi interventi sono indicative e non sempre direttamente cumulabili. Qualora si ravvisi l opportunità di effettuare più interventi su uno stesso edificio, la percentuale di risparmio energetico totale potrà essere leggermente inferiore alla somma algebrica dei singoli valori. PROPRIETARI, AFFITTUARI, CONDOMINI: SIAMO TUTTI INTERESSATI AD INTERVENIRE SE ABITIAMO IN UN EDIFICIO COSTRUITO DOPO IL 1977 L edificio deve rispettare la normativa sul contenimento dei consumi energetici (legge n. 373/76, legge n. 10/91) che impone di ridurre le dispersioni di calore. La nostra casa, pertanto, dovrebbe essere ben isolata. Se abbiamo qualche dubbio, richiediamo al Comune la copia della relazione tecnica depositata, a suo tempo, dal progettista. Nella realizzazione della nostra casa devono essere stati rispettati dal costruttore gli spessori di isolamento e i tipi di materiale e di infissi previsti nella relazione. Potremo comunque richiedere al Comune di effettuare, a nostre spese, un controllo. SE ABITIAMO IN UN CONDOMINIO CON RISCALDAMENTO CENTRALIZZATO Da oggi non si può più dire: non è possibile fare niente per risparmiare energia perché ho il riscaldamento centralizzato ; sia come proprietari che come affittuari, siamo direttamente interessati al riscaldamento del nostro immobile poiché i costi vengono ripartiti fra tutti gli in-

4 6 7 quilini, pertanto possiamo, anzi, dobbiamo intervenire per ridurre i consumi energetici del nostro stabile. Generalmente sono gli inquilini del primo e dell ultimo piano che si lamentano per il troppo freddo. Ecco, allora, che si aumenta il riscaldamento per assicurare loro il dovuto comfort. Questo provvedimento, però, non fa altro che aumentare lo spreco di combustibile e di denaro. La decisione più giusta da prendere è quella di effettuare un risanamento energetico dell edificio; ottenere una temperatura uniforme in tutto il fabbricato significa risparmio di energia e benessere per tutti. SE SIAMO COMPROPRIETARI LA DECISIONE PUÒ ESSERE PRESA COLLETTIVAMENTE Ogni intervento che contribuisce a dei risparmi di energia nel nostro edificio incide in modo rilevante ed immediato sulle nostre bollette del riscaldamento. Dunque siamo noi che, insieme agli altri proprietari del nostro edificio, dobbiamo prendere la decisione per intraprendere dei lavori di risparmio energetico. Tutti possiamo proporre questi interventi nella riunione di condominio: per l attuazione sono valide le decisioni prese a maggioranza delle quote millesimali. SE SIAMO LOCATORI DI UN IMMOBILE Interveniamo sul nostro edificio con lo scopo di ridurre le spese di riscaldamento. In effetti, anche se non otterremo un beneficio diretto dai lavori che realizzeremo, poiché sono i nostri inquilini (affittuari) che ne godranno i vantaggi e constateranno una riduzione delle spese di riscaldamento sulle loro bollette, il nostro immobile acquisterà, in ogni caso, più valore. La legge 10/91, infatti, prevede che ogni abitazione sarà, in un prossimo futuro sottoposta alla certificazione energetica: utilizzando una procedura comune all intera Europa, un tecnico qualificato tradurrà pregi e difetti dell alloggio ai fini del risparmio energetico in un vero e proprio voto, che dovrà comparire sui contratti di vendita e di affitto. 1 Isolamento dall esterno È senza dubbio la soluzione più efficace per isolare bene un edificio. In particolare è molto conveniente quando è comunque previsto un rifacimento della facciata. Per questo particolare tipo di intervento si consiglia di affidarsi ad un impresa esperta. 2 Isolamento dall interno È un metodo non eccessivamente costoso che può essere realizzato anche da soli. Provo ca, però, una leggera diminuzione dello spazio abitabile e può necessitare della rimozione dei radiatori, delle prese e degli interruttori elettrici. 3 Isolamento nell intercapedine Quando la parete contiene un intercapedine è possibile riempirla con degli opportuni mate riali isolanti. La spesa è modesta e l intervento è conveniente. Per conseguire un effettivo risparmio energetico, ad ogni intervento di isolamento deve corrispondere una nuova regolazione dell impianto di riscaldamento. Viceversa si rischia di surriscaldare l edificio, perdendo i risparmi energetici ed economici apportati dall intervento. NON RISCALDIAMO IL CORTILE Un alloggio confortevole è un alloggio correttamente riscaldato. Un edificio mal isolato fa aumentare le spese di riscaldamento di tutti gli inquilini, pertanto è molto importante eliminare le dispersioni di calore con un accurato isolamento. Le spese di riscaldamento, infatti, non dipendono solo dal volume da riscaldare, dal clima e dalla temperatura mantenuta all interno dell appartamento, ma anche dell entità delle dispersioni di calore attraverso le pareti, i solai, i tetti. Coibentare le pareti di un edificio significa aggiungere uno strato di materiale isolante: mettiamo un cappotto all edificio! ISOLAMENTO DELLE PARETI ESTERNE L isolamento dei muri può essere realizzato dall interno, dall esterno o nell intercapedine. Tutti e tre i sistemi presentano dei vantaggi: la scelta dell intervento da adottare dipenderà dallo stato di degrado dell edificio e dalla somma di denaro disponibile per la sua realizzazione Esempi di interventi: vedi tabella ISOLAMENTO DELLE PARETI ESTERNE nelle pagine 10 e 11

5 8 9 NON RISCALDIAMO LA LUNA ISOLAMENTO DELLE COPERTURE Tra tutte le superfici esterne di un edificio, spesso il tetto è l elemento che disperde più calore. Isolarlo non è difficile e nella maggior parte dei casi, relativamente poco costoso. La convenienza dell intervento aumenta quando comunque si deve intervenire sulla copertura perché è degradata. Se la copertura non è mai stata isolata è consigliabile intervenire immediatamente. Se la copertura è stata isolata da più di 10 anni è consigliabile verificare lo stato dell isolante: deve essere perfettamente asciutto, non lacerato, coprire tutta la superficie del tetto ed aver conservato il suo spessore iniziale. Nel caso contrario è meglio provvedere ad un nuovo isolamento. 1 Copertura piana È un intervento estremamente delicato perché necessita di un accurata impermeabilizzazione e, se il tetto è praticabile, di un adeguata pavimentazione si consiglia, pertanto, di rivolgersi a personale esperto. 2 Sottotetto non praticabile Conviene posare l isolante sul pavimento del sottotetto; isolare la parte inclinata porterebbe solo a riscaldare inutilmente il volume del sottotetto con il calore che sale dagli ambienti sottostanti. 3 Sottotetto praticabile Si deve fissare l isolante parallelamente alla pendenza del tetto, se si vuole ottenere un ambiente confortevole ed abitabile. Se invece il sottotetto è usato solo come locale di sgombero conviene realizzare l isolamento a pavimento. 4 Soffitto ultimo piano È un intervento di facile attuazione che, generalmente, non richiede decisioni condominiali. Si deve posare, dall interno, l isolante sul soffitto dell ambiente dell ultimo piano Importante è anche non dimenticare di regolare l impianto di riscaldamento dopo aver effettuato l intervento di risparmio energetico. Esempi di interventi: vedi tabella ISOLAMENTO DELLE COPERTURE nella pagina seguente

6 10 11 ESEMPI DI INTERVENTI ZONA CLIMATICA ZONA CLIMATICA ZONA CLIMATICA ZONA CLIMATICA ISOLAMENTO DELLE PARETI ESTERNE FAI DA TE SPESSORE CM COSTO INDICATIVO MATERIALE /m 2 COSTO INDICATIVO POSA IN OPERA /m 2 RISPARMIO ENERGETICO % CONVENIENZA SPESSORE CM COSTO INDICATIVO MATERIALE /m 2 COSTO INDICATIVO POSA IN OPERA /m 2 RISPARMIO ENERGETICO % CONVENIENZA SPESSORE CM COSTO INDICATIVO MATERIALE /m 2 COSTO INDICATIVO POSA IN OPERA /m 2 RISPARMIO ENERGETICO % CONVENIENZA SPESSORE CM COSTO INDICATIVO MATERIALE /m 2 COSTO INDICATIVO POSA IN OPERA /m 2 RISPARMIO ENERGETICO % CONVENIENZA IN MURATURA PIENA ISOLAMENTO DALL ESTERNO (CAPPOTTO) POLISTIRENE NO 4 4,00 20, ,20 20, ,30 22, ,30 22, ISOLAMENTO DALL INTERNO POLISTIRENE + CARTONGESSO SI 3+1 6,70 15, ,70 15, ,70 15, ,70 15, CON INTERCAPEDINE ISOLAMENTO DALL ESTERNO (CAPPOTTO) FIBRE DI VETRO NO 4 6,20 20, ,30 20, ,40 22, ,40 22, ISOLAMENTO DALL INTERNO FIBRE DI VETRO + CARTONGESSO SI 3+1 8,30 15, ,30 15, ,30 15, ,30 15, ISOLAMENTO NELLA INTERCAPEDINE VERMICULITE NO 10 6,70 10, ,70 10, ,70 10, ,70 10, N.B. I prezzi della posa in opera comprendono anche i costi di completamento dell intervento (es.: la rifinitura della facciata, delle pareti, ecc.). Resta escluso il costo di eventuali ponteggi e la preparazione della parete. ESEMPI DI INTERVENTI ZONA CLIMATICA ZONA CLIMATICA ZONA CLIMATICA ZONA CLIMATICA ISOLAMENTO DELLE COPERTURE FAI DA TE SPESSORE CM COSTO INDICATIVO MATERIALE /m 2 COSTO INDICATIVO POSA IN OPERA /m 2 RISPARMIO ENERGETICO % CONVENIENZA SPESSORE CM COSTO INDICATIVO MATERIALE /m 2 COSTO INDICATIVO POSA IN OPERA /m 2 RISPARMIO ENERGETICO % CONVENIENZA SPESSORE CM COSTO INDICATIVO MATERIALE /m 2 COSTO INDICATIVO POSA IN OPERA /m 2 RISPARMIO ENERGETICO % CONVENIENZA SPESSORE CM COSTO INDICATIVO MATERIALE /m 2 COSTO INDICATIVO POSA IN OPERA /m 2 RISPARMIO ENERGETICO % CONVENIENZA COPERTURA PIANA NON PRATICABILE LANA DI ROCCIA NO 4 5,16 15, ,74 15, ,33 16, ,33 16, PRATICABILE POLISTIRENE ESTRUSO NO 4 6,20 41, ,20 41, ,30 43, ,30 43, PRATICABILE POLIURETANO NO 4 6,20 41, ,20 41, ,30 43, ,30 43, SOTTOTETTO NON PRATICABILE FIBRA DI VETRO SI 8 4,13 2, ,16 2, ,20 2, ,20 2, PRATICABILE NON ABITATO ARGILLA ESPANSA SI 10 4,13 2, ,13 2, ,13 2, ,13 2, ABITATO POLISTIRENE + CARTONGESSO NO 3+1 7,23 16, ,23 16, ,23 16, ,23 16, SOFFITTO ULTIMO PIANO LANA DI VETRO + CARTONGESSO NO 2+1 7,23 16, ,23 16, ,23 16, ,23 16, N.B. I prezzi della posa in opera comprendono anche i costi di completamento dell intervento (es.: impermeabilizzazioni e pavimentazioni sulle terrazze, ecc.). Resta escluso il costo di eventuali ponteggi.

7 12 13 NON RISCALDIAMO DOVE NON VIVIAMO ISOLAMENTO DI SOLAI SU LOCALI NON RISCALDATI Gli appartamenti siti sopra porticati sovente disperdono il loro calore attraverso il pavimento essendo a diretto contatto con l ambiente esterno più freddo. Anche le cantine ed i garage beneficiano inutilmente degli apporti di calore provenienti dai locali superiori abitati e riscaldati. Per evitare questi inconvenienti basta isolare il soffitto dei locali non riscaldati e dei porticati. La tabella suggerisce gli spessori dei materiali isolanti necessari per intervenire adeguatamente. Ricordiamo sempre che per conseguire un effettivo risparmio energetico, ad ogni intervento di isolamento deve corrispondere una nuova regolazione dell impianto di riscaldamento. In caso contrario, si ottiene solo un aumento della temperatura dell appartamento senza altri benefici. ESEMPI DI INTERVENTI ZONA CLIMATICA ZONA CLIMATICA ZONA CLIMATICA ZONA CLIMATICA ISOLAMENTO DEI SOLAI INFERIORI FAI DA TE SPESSORE CM COSTO INDICATIVO MATERIALE /m 2 COSTO INDICATIVO POSA IN OPERA /m 2 RISPARMIO ENERGETICO % CONVENIENZA SPESSORE CM COSTO INDICATIVO MATERIALE /m 2 COSTO INDICATIVO POSA IN OPERA /m 2 RISPARMIO ENERGETICO % CONVENIENZA SPESSORE CM COSTO INDICATIVO MATERIALE /m 2 COSTO INDICATIVO POSA IN OPERA /m 2 RISPARMIO ENERGETICO % CONVENIENZA SPESSORE CM COSTO INDICATIVO MATERIALE /m 2 COSTO INDICATIVO POSA IN OPERA /m 2 RISPARMIO ENERGETICO % CONVENIENZA SU LOCALI NON RISCALDATI POLISTIRENE NON RIVESTITO SI 4 4,13 4, ,20 5, ,20 5, ,20 5, SU PORTICATI LANA DI ROCCIA PREINTONACATA NO 4 6,70 18, ,30 18, ,30 18, ,30 18, N.B. I prezzi della posa in opera comprendono anche i costi di completamento dell intervento (es.: la rifinitura dei soffitti). Resta escluso il costo di eventuali ponteggi e la preparazione della parete.

8 14 15 SCEGLIAMO L ISOLANTE Nella tabella sono elencati alcuni dei materiali più comunemente usati per interventi di risparmio energetico su edifici esistenti. Altri materiali isolanti che non compaiono nella tabella sono reperibili in commercio ed ugualmente impiegabili negli interventi citati nell opuscolo MATERIALI ISOLANTI PARETI ESTERNE SOLAI INFERIORI PIANE COPERTURE SOTTOTETTO isolamento esterno isolamento intercapedine isolamento interno su porticati su locali non riscaldati non praticabile praticabile non praticabile praticabile non abitato abitato soffitto ultimo piano feltri fibra di vetro n fibra di roccia n pannelli fibra di vetro n n n n n n nnnn fibra di roccia n n n n n n nnnn polistirene n n n n n n nnnn polistirene estruso n n n n n ntr n n n sughero n n n n n n n n poliuretano p.l.r. o p.i.r. n n n n n ntr n n n polivinile n n n n n n n n resine fenoliche nnnn nnn legno truciolare nnn nn vetro cellulare n n n n n n calcio silicato n n sfusi argilla espansa nn 1 S nnn B S B vermiculite nn 1 S nnn B S B perlite ns nb ns nb polistirene nn 1 S nb nb pomice nnn B S B sughero ns nb fibre di cellulosa ns noduli fibre di vetro ns noduli fibre di roccia ns schiumati resine ureiche espanse n poliuretano espanso n I S LEGENDA n Intonaco n Materiale sfuso n Betoncino n Tetto Rovescio B TR LASCIAMO FUORI L ARIA FREDDA CONTROLLIAMO LE DISPERSIONI DI CALORE ATTRAVERSO LE FINESTRE Anche se sono già stati effettuati interventi di risparmio energetico sulle parti murarie dell edificio, il calore può continuare ad uscire dalle finestre attraverso i vetri ed il cassonetto e 1 aria fredda ad entrare attraverso le fessure. È quindi indispensabile migliorare la tenuta all aria dei serramenti e ridurre le dispersioni di calore attraverso i vetri ed il cassonetto. Ciò non significa sigillare la casa: un eccessiva impermeabilità all aria crea, infatti, problemi di muffe e condense; un adeguata ventilazione risolve questi inconvenienti e consente di raggiungere il livello di comfort ottimale. Tutti gli interventi qui proposti hanno un elevata convenienza ed inoltre alcuni di essi possiamo realizzarli da soli, senza l intervento di personale specializzato. Anche in questo caso bloccare 1 aumento della spesa per il riscaldamento e migliorare il nostro comfort è semplice e costa poco! ELIMINIAMO LE INFILTRAZIONI Le infiltrazioni provenienti dalle finestre provocano dei rinnovi d aria eccessivi, con relative dispersioni di calore. Occorre dunque ridurle! Esistono sul mercato diversi prodotti: 1 Le guarnizioni per serramenti (in gomma, alluminio, ecc.) di semplice messa in opera; Il silicone di facile impiego; Entrambi portano ad un risparmio di energia immediato e costano poco! ISOLIAMO LE SUPERFICI VETRATE Quando le nostre finestre hanno un solo vetro possiamo: 2 Inserire un altro sul medesimo infisso, ottenendo così un doppio vetro; 3 Applicare tendaggi pesanti davanti alle finestre (non davanti ai termosifoni!);

9 Aggiungere un secondo serramento dietro o davanti al vecchio; 5 Sostituire tutto il serramento con un altro già predisposto con vetrocamera. La sostituzione dei serramenti comporta costi piuttosto elevati. Tuttavia, se essi sono vecchi e danneggiati, non esitiamo a sostituirli con nuovi serramenti termoisolanti. CONTROLLIAMO LE DISPERSIONI DI CALORE DAL CASSONETTO 6 Il cassonetto è uno dei punti di notevole dispersione di calore perché spesso non è isolato; poiché isolarlo è un intervento piuttosto semplice e poco costoso, laddove c è lo spazio sufficiente (almeno 2 cm) per applicare l isolante, è sicuramente conveniente effettuare l intervento. Regoliamo infine l impianto di riscaldamento dopo aver intrapreso qualsiasi intervento di risanamento energetico. INTERVENTI ZONA CLIMATICA INTERVENTI SULLE FINESTRE CONTROLLO INFILTRAZIONI CONTROLLO DISPERSIONI ATTRAVERSO VETRO CONTROLLO DISPERSIONI ED INFILTRAZIONI GUARNIZIONI SUPPLEMENTARI DOPPIO VETRO AGGIUNTA DI UN 2 SERRAMENTO SOSTITUZIONE INFISSO COSTI INDICATIVI /m 2 6,20 41,00 103,00 155,00 RISPARMIO ENERGETICO % CONVENIENZA CONVENIENZA CONVENIENZA CONVENIENZA IN CHE COSA CONSISTONO I CONTROLLI E LE OPERAZIONI DI MANUTENZIONE? 1 Controllo della temperatura ed analisi dei fumi che fuoriescono dal camino Se la temperatura dei fumi è troppo alta la causa può essere ricercata nelle incrostazioni delle superfici di scambio termico all interno della caldaia; queste, infatti, ostacolano il riscaldamento dell acqua che circola nei radiatori ed il calore prodotto viene in parte disperso attraverso i fumi. CONTROLLO DISPERSIONI DAL CASSONETTO ISOLAMENTO 9, Pulizia della caldaia Anche un piccolo spessore di fuliggine nei canali che portano il fumo, causa una sensibile riduzione del rendimento dell impianto. SFRUTTIAMO AL MASSIMO IL COMBUSTIBILE Il nostro impianto di riscaldamento è come un automobile che per essere in forma e consumare meno deve essere ben tenuta e perfettamente regolata. Al contrario, spesso le nostre caldaie sfruttano poco o male l energia contenuta nel combustibile. Proprio per questo il D.P.R. 412 del (a partire dell agosto 94) ha reso obbligatori i controlli sull efficienza degli impianti termici. Su tutti gli impianti, sia centralizzati che autonomi, dobbiamo far effettuare almeno una manutenzione all anno, secondo regole precise. 3 Regolazione della combustione del bruciatore Un bruciatore mal regolato oppure non perfettamente adeguato alla caldaia è causa sicura di notevole spreco di energia. Inoltre, parte del combustibile non viene totalmente bruciato e particelle incombuste fuoriescono dal camino inquinando l ambiente circostante. 4 Sostituzione del generatore di calore È obbligatoria, secondo determinate scadenze, se dagli accertamenti effettuati durante le operazioni di manutenzione, si riscontra che non è possibile migliorare il rendimento della caldaia ed adeguarlo ai valori imposti dalla legge. Nel caso di caldaie molto vecchie (15 anni) è sicuramente conveniente non aspettare e procedere prima possibile all acquisto di una caldaia ad alto rendimento.

10 18 19 AFFIDIAMO L IMPIANTO IN BUONE MANI Chi si deve occupare della buona conduzione e della manutenzione del nostro impianto di riscaldamento? Secondo la legge l Amministratore è il solo responsabile della conduzione, del controllo e della manutenzione ordinaria e straordinaria dell impianto; egli ha l obbligo di affidare gli eventuali interventi di manutenzione straordinaria ad una ditta specializzata che possieda i requisiti previsti e può delegare alla stessa ditta tutte le sua responsabilità nominandola terzo responsabile dell esercizio e della manutenzione dell impianto termico. Tra i compiti del terzo responsabile, oltre alle operazioni di manutenzione che vanno registrate sul libretto di centrale ( libretto di impianto per gli impianti più piccoli), vi è il rispetto del periodo annuale di accensione, l osservanza dell orario prescelto nei limiti imposti dalla legge, il mantenimento della temperatura ambiente entro i 20 C e il rispetto delle norme di sicurezza. Prima di decidere a chi affidare i lavori di ristrutturazione del nostro impianto, verifichiamo che l installatore possieda i requisiti previsti dalla legge n. 46/90; assicuriamoci che abbia depositato al Comune la relazione tecnica prima di iniziare i lavori e che, alla fine, ci rilasci la dichiarazione di conformità. Questo anche nel caso si tratti di eliminare l impianto centralizzato per realizzare impianti autonomi. REGOLIAMO MEGLIO LE TEMPERATURE INTERNE ASSICURIAMO AD OGNI AMBIENTE LA TEMPERATURA PIÙ GIUSTA È esperienza comune, in molte abitazioni condominiali, che le condizioni termiche tra piano e piano e tra appartamenti con diverse esposizioni siano fortemente squilibrate; mentre alcuni scoppiano di caldo altri devono accendere le stufette elettriche... Perché tutto ciò accade? Spesso succede che l impianto è stato realizzato in maniera poco corretta e quindi, per assicurare una temperatura accettabile in uno o più appartamenti (per esempio quelli esposti a nord o all ultimo piano), si rende necessario aumentare la temperatura ambiente in tutti gli alloggi. Inoltre gli apporti gratuiti di energia, cioè quelli che provengono dal sole, possono talvolta essere molto rilevanti e surriscaldare gli ambienti. Quante volte nelle giornate invernali più serene sarebbe sufficiente il calore del sole attraverso le finestre per riscaldare alcune stanze della nostra abitazione? Il rimedio più semplice in questi casi consiste nell applicare, ad ogni radiatore, una valvola termostatica. Si tratta di un dispositivo che regola automaticamente l afflusso di acqua calda ai radiatori, in base alla temperatura che abbiamo impostato su di una apposita manopola graduata. La valvola si chiude a mano a mano che la temperatura ambiente (misurata da un sensore incorporato nella manopola) si avvicina a quella desiderata, consentendo di dirottare ulteriore acqua calda verso quei radiatori che sono aperti non avendo ancora raggiunto la temperatura impostata. Le valvole termostatiche vanno installate al posto della vecchia valvola manuale (quella che spesso non tocchiamo perché è bloccata o perché potrebbe gocciolare). Il loro costo dipende dal tipo di radiatore: nei modelli più recenti di radiatori, la valvola è già predisposta per ricevere una testa termostatica. In questo caso l installazione è più semplice e costa circa 26,00 Euro a radiatore. Se invece è necessario sostituire l intera valvola, il costo si aggira sulle 62,00 Euro, mano d opera compresa. I VANTAGGI SONO NOTEVOLI: si riequilibrano le temperature sia all interno del singolo appartamento sia fra diversi alloggi; si ottiene una ripartizione ottimale del calore prodotto dalla caldaia; si risparmia energia, fino al 20%, perché si evitano surriscaldamenti e si sfruttano adeguatamente gli apporti gratuiti di energia solare. La legge n. 10/91, salvo poche eccezioni, ha reso obbligatoria l installazione delle valvole termostatiche negli alloggi di nuova costruzione e nelle ristrutturazioni degli impianti termici, comprendendo il caso di trasformazione totale dell impianto centralizzato in impianti autonomi. RIPARTIAMO ADEGUATAMENTE LE SPESE DI RISCALDAMENTO OGGI È POSSIBILE GESTIRE IN MANIERA AUTONOMA IL NOSTRO IMPIANTO CENTRALIZZATO Negli ultimi anni, anche per la maggiore diffusione del metano, in molti abbiamo scelto di eliminare l impianto centralizzato e di installare impianti autonomi nei nostri appartamenti. Le legge n. 10/91 ci ha dato, in questo senso, una mano stabilendo che questa trasformazione, se finalizzata al risparmio energetico, può essere decisa dalla semplice maggioranza millesimale e non più dalla unanimità dei condomini. Con un impianto autonomo non dobbiamo più discutere con gli altri condomini e abbiamo la massima libertà nella gestione del riscaldamento, cioè nella scelta dei tempi e delle temperature. Facendo un po di attenzione, inoltre, si riesce a risparmiare sensibilmente. Ma esistono anche diversi svantaggi: con l impianto autonomo siamo vincolati, quasi sempre, ad un unico combustibile, il metano; un eventuale cambiamento, in futuro, sarebbe quasi impossibile. Non possiamo dividere con nessuno le spese di manutenzione annuale della caldaia, che oggi per legge è obbligatoria. Il rendimento delle caldaiette autonome è, in generale, più basso di quello di una caldaia centralizzata, per cui, a parità di condizioni, per scaldare il nostro i appartamento consumiamo più combustibile. Ed infine, la sicurezza, che nel caso di impianti autonomi non dipende solo dalla nostra diligenza, ma anche da quella dei nostri vicini... Oggi è possibile mantenere i vantaggi di un impianto centralizzato e contemporaneamente avere la libertà di scegliere le temperature e gli orari che più soddisfano le nostre esigenze. Come? Installando in tutto il condominio un sistema di contabilizzazione del calore e applicando la ripartizione delle spese. Si tratta di installare un sistema di apparecchiature che leggono la quantità di calore effettivamente consumata in ogni appartamento e attraverso il quale possiamo aprire o chiudere il nostro impianto e regolare la temperatura ambiente come meglio crediamo. Il tutto senza onerosi lavori di ristrutturazione. Oltre ad una quota fissa, stabilita dall assemblea condominiale (variabile dal 20 al 50%), pagheremo solo quello che realmente avremo consumato. I nostri sforzi per migliorare l isolamento di pareti e finestre saranno immediatamente ricompensati: il nostro appartamento, infatti consumerà e pagherà meno degli altri. Il tipo di apparecchiature da installare ed i relativi costi dipendono molto dall impianto esistente e da quanto siamo disposti a spendere. In linea generale si può dire che per un appartamento con 8-10 radiatori in un immobile di 20 alloggi il costo della trasformazione si aggira intorno ai 1500, ,00 Euro. Questa cifra comprende anche alcuni indispensabili lavori di adeguamento della caldaia, la progettazione ed il collaudo dell impianto.

11 20 21 INSTALLIAMO DEI COLLETTORI SOLARI PER SODDISFARE LE NOSTRE ESIGENZE DI ACQUA CALDA Se abitiamo in un edificio dove è possibile installare un impianto solare monofamiliare, possiamo impiegare, ad esempio, un semplice sistema a circolazione naturale. Se abitiamo in un condominio, l installazione di un impianto solare centralizzato è possibile, anche se relativamente più complessa e deve prevedere un collegamento al sistema convenzionale di produzione di acqua calda. L impiego di collettori solari consente di realizzare un risparmio di energia tradizionale che risulta essere, in alcuni casi, molto consistente in estate e apprezzabile in inverno. Installare un impianto solare è più conveniente se con questo sostituiamo, in parte, uno scaldabagno elettrico. La convenienza diminuisce se già ne possediamo uno a gas. Interpelliamo un installatore per allacciare l impianto solare al nostro impianto tradizionale, tenendo presente che è importante non sovradimensionarlo. Il costo può infatti, aumentare sensibilmente senza un corrispondente risparmio di energia. Installare l impianto solare, o almeno prevederne il montaggio, al momento della costruzione della nostra casa permette, inoltre, notevoli risparmi di mano d opera ed una razionalizzazione dell intero impianto di acqua calda. IMPIANTO SOLARE PRODUZIONE ACQUA CALDA COLLETTORI VETRATI AD ACQUA ZONE GEOGRAFICHE SUPERFICIE CAPTAZIONE PER UTENTE m 2 /PERSONA (*) Rispetto al piano orizzontale; indicazione valida per un impianto che funzioni lungo tutto l arco dell anno. (**) I prezzi si intendono senza IVA, per impianti con garanzia totale da parte dell installatore di 2 anni (garanzia sul collettore, da parte del costruttore di 5 anni). INCLINAZIONE COLLETTORI (*) COSTO INDICATIVO COLLETTORI /m 2 (**) NORD 1, ,00 620,00 515,00 CENTRO 0, ,00 620,00 515,00 SUD 0, ,00 620,00 515,00 (***) La convenienza è maggiore se l impianto convenzionale da sostituire è alimentato da energia elettrica. COSTO INDICATIVO (**) IMPIANTO INSTALLATO /m 2 PICCOLI IMPIANTI GRANDI IMPIANTI CONVENIENZA (***) ELENCO DEI COMUNI CON POPOLAZIONE SUPERIORE A ABITANTI SUDDIVISI IN 4 ZONE CLIMATICHE 1 Acerra NA Aci Castello CT Aci Catena CT Acireale CT Afragola NA Agrigento AG Agropoli SA Alassio SV Albenga SV Albisola Superiore SV Alcamo TP Alghero SS Amantea CS Andria BA Angri SA Anzio RM Aprilia LT Aragona AG Ardea RM Arzano NA Assemini CA Augusta SR Aversa CE Avola SR Bacoli NA Bagheria PA Bagnara Calabra RC Barcellona Pozzo di Gotto ME Bari BA Barletta BA Barrafranca EN Battipaglia SA Benevento BN Bernalda MT Biancavilla CT Bisceglie BA Bitonto BA Bordighera IM Boscoreale NA Boscotrecase NA Brindisi BR Cagliari CA Caivano NA Caltagirone CT Campi Salentina LE Campobello di Licata AG Campobello di Mazara TP Canosa di Puglia BA Capo d Orlando ME Capoterra CA Capua CE Capurso BA Carbonia CA Cardito NA Cariati CS Carini PA Carlentini SR Carmiano LE Carovigno BR Casagiove CE Casal di Principe CE Casalnuovo di Napoli NA Casarano LE Casavatore NA Caserta CE Casoria NA Cassano allo lonio CS Cassino FR Castel San Giorgio SA Castelbuono PA Castellamare del Golfo TP Castellamare di Stabia NA Casteltermini AG Castelvetrano TP Catania CT Catanzaro CZ Cava de Tirreni SA Cecina LI Cefalù PA Cercola NA Cetraro CS Cicciano NA Cirò Marina CZ Cisterna di Latina LT Comiso RG Copertino LE Corigliano Calabro CS Cosenza CS Crispiano TA Crotone CZ Cutro CZ Eboli SA Ercolano NA Fasano BR Favara AG Finale Ligure SV Floridia SR Fondi LT Formia LT Francavilla Fontana BR Francofonte SR Frattamaggiore NA Frattaminore NA Gaeta LT Galatina LE Galatone LE Gallipoli LE Gela CL Giarre CT Gioia Tauro RC Giovinazzo BA Giugliano in Campania NA Giulianova TE Gragnano NA Grammichele CT Gravina di Catania CT Grottaglie TA Grumo Nevano NA Guspini CA Iglesias CA Imperia IM Ischia NA Isola di Capo Rizzuto CZ Ispica RG La Maddalena SS Ladispoli RM Lamezia Terme CZ Latiano BR Latina LT Lecce LE Lentini SR Leverano LE Licata AG Lipari ME Loano SV Locri RC Lusciano CE Maddaloni CE Maglie LE Manduria TA Marano di Napoli NA Marcianise CE Margherita di Savoia FG Marigliano NA Marsala TP Mascaluda CT Massa Lubrense NA Massafra TA Matino LE Mazara del Vallo TP Melito di Napoli NA Menfi AG Mercato San Severino SA Mesagne BR Messina ME Milazzo ME Militello in Val di Cata CT Minturno LT Misilmeri PA Misterbianco CT Modica RG Modugno BA Mola di Bari BA Molfetta BA Mondragone CE Monopoli BA Monreale PA Monte Argentario GR Monte di Procida NA Monteroni di Lecce LE Mugnano di Napoli NA Napoli NA Nardò LE Naro AG Nettuno RM Niscemi CL Nocera Inferiore SA Nocera Superiore SA Noicattaro BA Nola NA Noto SR Olbia SS Orbetello GR Oria BR Oristano OR Orta di Atella CE Orta Nova FG Ortona CH Ostuni BR Ottaviano NA Paceco TP Pachino SR Pagani SA Palagiano TA Palagonia CT Palermo PA Palma Campania NA Palma di Montechiaro AG Palmi RC Paola CS Partanna TP Partinico PA Paternó CT Patti ME Piano di Sorrento NA Piedimonte Matese CE Pietra Ligure SV Pietraperzia EN Pineto TE Piombino LI Poggiomarino NA Policoro MT Polignano a Mare BA Polistena RC Pomigliano d Arco NA Pompei NA Pontecagnano Faiano SA Pontecorvo FR Pontinia LT Portici NA Porto Empedocle AG Porto Torres SS Portoferraio LI Pozzallo RG Pozzuoli NA

12 22 23 Priolo Gargallo SR Priverno LT Procida NA Qualiano NA Quarto NA Quartu Sant Elena CA Racalmuto AG Raffadali AG Ragusa RG Ravanusa AG Reggio Calabria RC Ribera AG Riesi CL Riposto CT Rosarno RC Roseto degli Abruzzi TE Rosolini SR Rossano CS Ruffano LE Rutigliano BA Sabaudia LT Salemi TP Salerno SA San Cipriano d Aversa CE San Felice a Cancello CE San Ferdinando di Puglia FG San Gavino Monreale CA San Giorgio a Cremano NA San Giorgio Ionico TA San Giovanni la Punta CT San Giuseppe Vesuviano NA San Nicola la Strada CE San Pancrazio Salentino BR San Pietro Vernotico BR Sanremo IM San Salvo CH San Vito dei Normanni BR Sant Agata di Militello ME Sant Anastasia NA Sant Antimo NA Sant Antioco CA Sant Antonio Abate NA Santa Maria a Vico CE Santa Maria Capua Vetere CE Sarno SA Sassari SS Sava TA Saviano NA Scafati SA Sciacca AG Scicli RG Scorcia CT Selargius CA Sessa Aurunca CE Sestu CA Siderno RC Silvi TE Sinnai CA Siracusa SR Somma Vesuviana NA Sorrento NA Sorso SS Soverato CZ Squinzano LE Surbo LE Taggia IM Taormina ME Taranto TA Taurianova RC Taursiano LE Taviano LE Termini Imerese PA Termoli CB Terracina LT Terzigno NA Torre Annunziata NA Torre del Greco NA Torre Santa Susanna BR Tortorici ME Trani BA Trapani TP Tremestieri Etneo CT Trentola Ducenta CE Trepuzzi LE Tricase LE Triggiano BA Trinitapoli FG Ugento LE Valderice TP Valenzano BA Veglie LE Ventimiglia IM Vico Equense NA Vieste FG Vietri sul Mare SA Villa San Giovanni RC Villabate PA Villacidro CA Villaricca NA Vittoria RG Volla NA 2 Acquaviva delle Fonti BA Adelfia BA Adrano CT Agliana PT Alatri FR Albano Laziale RM Altamura BA Amelia TR Anagni FR Ancona AN Apricena FG Arenzano GE Ariccia RM Ascoli Piceno AP Atessa CH Atri TE Atripalda AV Aulla MS Avellino AV Bagno a Ripoli FI Baronissi SA Bastia PC Belpasso CT Bisignano CS Bracciano RM Bronte CT Calenzano FI Caltanisetta CL Camaiore LU Campagna SA Campi Bisenzio FI Campiglia Marittima LI Canicattì AG Capaccio SA Capannori LU Carrara MS Casamassima BA Cascina PI Castelfidardo AN Castelfiorentino FI Castelfranco di Sotto PI Castellana Grotte BA Castellaneta TA Castiglione del Lago PC Castrovillari CS Ceccano FR Ceglie Messapico BR Cerignola FG Certaldo FI Cerveteri RM Cervinara AV Chiaravalle AN Chiavari GE Chieti CH Ciampino RM Cisternino BR Cittanova RC Civita Castellana VT Civitanova Marche MC Colle di Val d Elsa SI Colleferro RM Collesalvetti LI Conversano BA Corato BA Cori LT Corleone PA Corridonia MC Empoli FI Erice TP Falconara Marittima AN Ferentino FR Fermo AP Figline Valdarno FI Firenze FI Foggia FC Foligno PG Follonica GR Forlì FO Forlimpopoli FO Forte dei Marmi LU Francavilla al Mare CH Frascati RM Fucecchio FI Genova GE Genzano di Roma RM Ginosa TA Gioia del Colle BA Gravina in Puglia BA Grosseto CR Grottaferrata RM Grottammare AP Grumo Appula BA Guardiagrele CH Guidonia Montecelio RM Isernia IS Isola del Liri FR Jesi AN La Spezia SP Lanciano CH Lastra a Signa FI Laterza TA Lauria PZ Lavagna GE Lavello PZ Leonforte EN Lerici SP Livorno LI Locorotondo BA Loreto AN Lucca LU Lucera FG Luzzi CS Macerata MC Macomer NU Magione PG Manfredonia FG Marino RM Martina Franca TA Massa MS Massarosa LU Matelica MC Matera MT Mazzarino CL Melfi PZ Mentana RM Minervino Murge BA Monsummano Terme PT Montalto Uffugo CS Monte S.Giovanni Campa FR Montecatini Terme PT Montecorvino Rovella SA Montegranaro AP Montelupo Fiorentino FI Montemurlo FI Montepulciano SI Monterotondo RM Montesarchio BN Montesilvano Marina PE Montevarchi AR Mottola TA Muggia TS Mussomeli CL Narni TR Nicosia EN Noci BA Nuoro NU Orvieto TR Osimo AN Ozieri SS Palazzolo Acreide SR Palo del Colle BA Penne PE Pesaro PS Pescara PE Pescia PT Petilia Policastro CZ Piazza Armerina EN Pietrasanta LU Pisa PI Pisticci MT Pistoia PT Poggibonsi SI Pomezia RM Ponsacco PI Pontassieve FI Pontedera PI Porto San Giorgio AP Porto Sant Elpidio AP Potenza Picena MC Prato FI Putignano BA Quarrata PT Randazzo CT Rapallo GE Recanati MC Recco GE Rende CS Roma RM Rosignano Marittimo LI Ruvo di Puglia BA Sala Consilina SA San Benedetto del Tronto AP San Cataldo CL San Giovanni Rotondo FG San Giovanni Valdarno AR San Giuliano Terme PI San Marco in Lamis FG San Miniato PI San Severino Marche MC San Severo FG Sannicandro Garganico FG Sant Agata dé Goti BN Sant Elpidio a Mare AP Santa Croce sull Arno PI Santa Margherita Ligure GE Santa Maria a Monte PI Santeramo in Colle BA Sarzana SP Savona SV Scandicci FI Senigallia AN Seravezza LU Sesto Fiorentino FI Sestri Levante GE Sezze LT Siena SI Signa FI Sinalunga SI Spoltore PE Sulmona AQ Tarquinia VT Teano CE Tempio Pausania SS Teramo TE Terlizzi BA Terni TR Tivoli RM Tolentino MC Torremaggiore FG Trieste TS Turi BA Valguarnera Caropepe EN Valmontone RM Varazze SV Vasto CH Velletri RM Venosa PZ Veroli FR Verona VR Vetralla VT Viareggio LU Viba Valentia CZ Vinci FI Viterbo VT Zagarolo RM 3 Abano Terme PD Abbiategrasso MI Acqui Terme AL Acri CS Adria RO Agrate Brianza MI Alba CN Albignasego PD Albino BG Alessandria AL Alfonsine RA Alpignano TO Alzano Lombardo BG Aosta AO Arco TN Arcore MI Arese MI Arezzo AR Argenta FE Ariano Irpino AV Arona NO Arzignano VI Assisi PG Asti AT Avezzano AQ Avigliano PZ Azzano Decimo PN Badia Polesine RO Bagnacavallo RA Bagnolo Mella BS Bareggio MI Barga LU Bassano del Grappa VI Beinasco TO Bellaria Igea Marina FO Belluno BL Bergamo BG Besana in Brianza MI Bibbiena AR Biella VC Bollate MI Bologna BO Bolzano BZ Bondeno FE Borgo San Lorenzo FI Borgomanero NO Borgosesia VC Bovisio Masciago MI Bovolone VR Bra CN Brescia BS Bresso MI Broni PV Brugherio MI Buccinasco MI Budrio BO Bussolengo VR Busto Arsizio VA Busto Garolfo MI Cadoneghe PD Cairo Montenotte SV Calolziocorte BG Campobasso CB Campodarsego PD Canegrate MI Canelli AT Cantù CO Caorle VE Carate Brianza MI Caravaggio BG Cardano al Campo VA Carmagnola TO Caronno Pertusella VA Carpi MO Casale Monferrato AL Casalecchio di Reno BO Casalgrande RE Casalmaggiore CR Casalpusterlengo MI Casatenovo CO Caselle Torinese TO Cassano d Adda MI Cassano Magnago VA Cassina dé Pecchi MI Cassola VI Castel Maggiore BO Castel San Giovanni PC Castel San Pietro Terme BO Castelfranco Emilia MO Castelfranco Veneto TV Castellanza VA Castenaso BO Castiglion Fiorentino AR Castiglione delle Stiviere MN Cattolica FO Cavarzere VE Celano AQ Cento FE Cerea VR Cernusco sul Naviglio MI Cerro Maggiore MI Cervia RA Cervignano del Friuli UD Cesano Boscone MI Cesano Maderno MI Cesena FO Cesenatico FO Chiampo VI Chiari BS Chieri TO Chioggia VE Chivasso TO Cingoli MC Cinisello Balsamo MI Ciriè TO Città di Castello PG Cittadella PD Cividale del Friuti UD Civitavecchia RM Codigoro FE Codogno MI Codroipo UD Collecchio PR Collegno TO Cologno Monzese MI Comacchio FE Como CO Concesio BS Concordia Sagittaria VE Concorezzo MI Conegliano TV Copparo FE Corbetta MI Corciano PG Cordenons PN Cormano MI Cornaredo MI Correggio RE Corsico MI Cortona AR Cossato VC Crema CR Cremona CR Crevalcore BO Cuorgné TO Cusano Milanino MI Dalmine BG Darfo Boario Terme BS Desenzano del Garda BS Desio MI Dolo VE Domodossola NO Dueville VI Enna EN Eraclea VE Erba CO Este PD Fabriano AN Faenza RA Fagnano Olona VA Fano PS Ferrara FE Fidenza PR Fiesole FI Finale Emilia MO Fiorano Modenese MO Fiorenzuola d Arda PC Fivizzano MS Formigine MO Fossano CN Fossombrone PS Frosinone FR Gallarate VA Galliate NO Garbagnate Milanese MI Gardone Val Trompia BS

13 24 Garlasco PV Gemona del Friuli UD Ghedi BS Giussano MI Gorgonzola MI Gorizia GO Greve in Chianti FI Grugliasco TO Gualdo Tadino PG Guastalla RE Gubbio PG Gussago BS Iesolo VE Imola BO Impruneta FI Isola della Scala VR Ivrea TO L Aquila AQ Lainate MI Laives BZ Latisana UD Lecco CO Legnago VR Legnano MI Leinì TO Lendinara RO Leno BS Lentate sul Seveso MI Limbiate MI Lissone MI Lodi MI Lonate Pozzolo VA Lonato BS Lonigo VI Lugo RA Luino VA Lumezane BS Magenta MI Maenate VA Malo VI Manerbio BS Maniago PN Mantova MN Maranello MO Mariano Comense CO Marostica VI Martellago VE Massa Marittima GR Meda MI Medicina BO Melegnano MI Melzo MI Merano BZ Merate CO Milano MI Mira VE Mirandola MO Mirano VE Modena MO Mogliano Veneto TV Molinella BO Moncalieri TO Mondovì CN Monfalcone GO Monselice PD Montagnana PD Monte Sant Angelo FG Montebelluna TV Montecchio Maggiore VI Montefiascone VT Montichiari BS Monza MI Morbegno SO Mortara PV Muggió MI Negrar VR Nembro BG Nerviano MI Nichelino TO Nizza Monferrato AT Noale VE Nonantola MO Nova Milanese MI Novara NO Novate Milanese MI Novellara RE Novi Ligure AL Oderzo TV Oleggio NO Omegna NO Opera MI Orbassano TO Orzinuovi BS Ovada AL Paderno Dugnano MI Padova PD Paese TV Palazzolo sull Oglio BS Palestrina RM Parabiago MI Parma PR Pavia PV Pero MI Perugia PG Peschiera Borromeo MI Piacenza PC Pianezza TO Piandro BO Piazzola sul Brenta PD Pinerolo TO Pioltello MI Piossasco TO Piove di Sacco PD Ponte San Pietro BG Pontremoli MS Porcia PN Pordenone PN Porto Tolle RO Portogruaro VE Portomaggiore FE Potenza PZ Preganziol TV Ravenna RA Reggello FI Reggio Emilia RE Rescaldina MI Rezzato BS Rho MI Riccione FO Rieti RI Rimini FO Rionero in Vulture PZ Riva del Garda TN Rivalta di Torino TO Rivarolo Canavese TO Rivoli TO Roccastrada GR Romano d Ezzelino VI Romano di Lombardia BG Roncade TV Ronchi dei Legionari GO Rosà VI Rovato BS Rovereto TN Rovigo RO Rozzano MI Rubano PD Russi RA Sacile PN Salò BS Salsomaggiore Terme PR Saluzzo CN Samarate VA San Biagio di Callalta TV San Bonifacio VR San Casciano in Val di Pesa FI San Donà di Piave VE San Donato Milanese MI San Giovanni in Fiore CS San Giovanni in Persiceto BO San Giovamni Lupatoto VR San Giuliano Milanese MI San Lazzaro di Savena BO S.Martino Buon Albergo VR San Martino di Lupari PD San Mauro Torinese TO S.Michele al Tagliamento VE San Vito al Tagliamento PN Sansepolcro AR Sant Angelo Lodigiano MI Santarcangelo di Romagna FO Santena TO Santo Stino di Livenza VE Sarezzo BS Saronno VA Sasso Marconi BO Sassuolo MO Savigliano CN Savignano sul Rubicone FO Scandiano RE Schio VI Scorzè VE Segrate MI Selvazzano Dentro PD Senago MI Seregno MI Seriate BG Sesto San Giovanni MI Settimo Milanese MI Settimo Torinese TO Seveso MI Soliera MO Somma Lombardo VA Sommacampagna VR Sona VR Sondrio SO Sora FR Spilamberto MO Spilimbergo PN Spinea VE Spoleto PG Stradella PV Suzzara MN Tavagnacco UD Thiene VI Todi PG Torino TO Tortona AL Tradate VA Trecate NO Trento TN Treviglio BG Treviso TV Trezzano sul Naviglio MI Trezzo sull Adda MI Troina EN Udine UD Umbertide PG Urbino PS Valdagno VI Valdobbiadene TV Valenza AL Valmadrera CO Varedo MI Varese VA Vedelago TV Venaria TO Venezia VE Verbania NO Vercelli VC Viadana MN Vicenza VI Vigevano PV Vignola MO Vigonza PD Villafranca di Verona VR Villasanta MI Villorba TV Vimercate MI Vimodrone MI Vinovo TO Vittorio Veneto TV Voghera PV Volpiano TO Volterra PI Zola Predosa BO 4 Appiano BZ Borgo San Dalmazzo CN Bressanone BZ Brunico BZ Cuneo CN Feltre BL Giaveno TO Pavullo nel Frignano MO Pergine Valsugana TN Tolmezzo UD L ENEA pubblica altri opuscoli sulle scelte più convenienti che tutti noi possiamo adottare per risparmiare energia e proteggere l ambiente. Potete richiedere gratuitamente gli opuscoli che vi interessano a: ENEA - Unità RES RELPROM Lungotevere Thaon di Revel, Roma Fax

14 RICERCA E INNOVAZIONE PER LO SVILUPPO SOSTENIBILE DEL PAESE L ENEA è un ente di diritto pubblico operante nei campi della ricerca e dell innovazione per lo sviluppo sostenibile, finalizzata a promuovere insieme gli obiettivi di sviluppo, competitività e occupazione e quello della salvaguardia ambientale. Svolge altresì funzioni di agenzia per le pubbliche amministrazioni mediante la prestazione di servizi avanzati nei settori dell energia, dell ambiente e dell innovazione tecnologica. In particolare l Ente: svolge, sviluppa, valorizza e promuove la ricerca in tema di energia, ambiente e innovazione tecnologica nel quadro dei programmi di ricerca nazionali, dell Unione Europea e di altre organizzazioni internazionali; sostiene e favorisce i processi di innovazione e di trasferimento tecnologico al sistema produttivo e alle pubbliche amministrazioni; fornisce supporto tecnico specialistico ed organizzativo alle amministrazioni, alle regioni e agli enti locali, nell ambito di accordi di programma con i Ministeri dell Industria, dell Ambiente e dell Università e della Ricerca Scientifica e con altre amministrazioni pubbliche. L Ente ha circa dipendenti che operano in Centri di Ricerca distribuiti su tutto il territorio nazionale. Nelle diverse regioni sono anche presenti 13 Centri di Consulenza Energetica Integrata per la promozione e la diffusione degli usi efficienti dell energia nei settori industriale, civile e dei trasporti. CENTRI DI CONSULENZA ENERGETICA INTEGRATA (C.C.E.I.) VENETO C.C.E.I. ENEA Calle delle Ostreghe, 2434 C.P VENEZIA Tel Fax LIGURIA C.C.E.I. ENEA Via Serra, GENOVA Tel Fax TOSCANA C.C.E.I. ENEA Via Ponte alle Mosse, FIRENZE Tel Fax MARCHE C.C.E.I. ENEA V.le della Vittoria, ANCONA Tel Fax UMBRIA C.C.E.I. ENEA Via Angeloni, PERUGIA Tel Fax LAZIO ENEA Divisione PROM C.R. Casaccia Via Anguillarese, ROMA Tel Fax ABRUZZO C.C.E.I. ENEA Via N. Fabrizi, 215/ PESCARA Tel Fax MOLISE C.C.E.I. ENEA Via Mazzini, CAMPOBASSO Tel Fax CAMPANIA C.C.E.I. ENEA Via della Costituzione Isola A/ NAPOLI Tel Fax PUGLIA C.C.E.I. ENEA Via Roberto da Bari, BARI Tel Fax BASILICATA C.C.E.I. ENEA C/o SEREA Via D. Di Giura, s.n.c POTENZA Tel Fax CALABRIA C.C.E.I. ENEA Via Argine Destra Annunziata, REGGIO CALABRIA Tel Fax SICILIA C.C.E.I. ENEA Via Catania, PALERMO Tel Fax

15 SVILUPPO SOSTENIBILE NOI PER LO SVILUPPO SOSTENIBILE 18

16 sommario NOI PER LO SVILUPPO SOSTENIBILE Un modello di consumo sostenibile Come consumano le famiglie italiane L efficienza energetica nelle abitazioni L isolamento termico degli edifici La regolazione dell impianto di riscaldamento L uso dell energia in casa L illuminazione Gli elettrodomestici i L etichetta energetica Il frigorifero e il congelatore Lo scaldabagno La lavatrice La lavastoviglie Il forno elettrico I trasporti: verso una mobilità sostenibile I rifiuti: cosa si può fare? Come utilizzare l acqua in modo sostenibile PERCHÉ UNO SVILUPPO SOSTENIBILE? i I limiti dello sviluppo i La crescita del consumo nel XX secolo i L aumento della popolazione mondiale I consumi e l ambiente Il deterioramento delle risorse naturali La produzione di rifiuti L energia e l ambiente i Le fonti di energia non rinnovabili: i combustibili fossili i Le fonti di energia rinnovabili L inquinamento atmosferico i Le piogge acide i Lo smog fotochimico i L effetto serra i I danni alla salute dell uomo i L ozono Le attività umane possono cambiare il clima del pianeta Cosa si prevede per la Terra? E in Italia? UNO SGUARDO AL FUTURO, verso lo sviluppo sostenibile Cosa propongono le associazioni ambientaliste Gli impegni internazionali i I percorsi dello sviluppo sostenibile La conferenza di Rio i Le Agende 21 locali: il ruolo delle città La Conferenza di Kyoto i Percentuale di riduzione di gas serra entro il 2012 rispetto ai livelli del Johannesburg: a 10 anni da Rio i Un bilancio degli ultimi 10 anni Gli impegni dell Italia Il quadro legislativo energetico ambientale in Italia

17 4 5 Lo Sviluppo Sostenibile: è quello sviluppo che consente alla generazione presente di soddisfare i propri bisogni senza compromettere la capacità delle future generazioni di soddisfare i loro propri bisogni. NOI PER LO SVILUPPO SOSTENIBILE (Rapporto Brundtland 1987) L attuale modello di sviluppo va cambiato, le diverse emergenze ambientali chiedono un intervento: i governi ne sono sempre più consapevoli e in questa direzione vanno i diversi impegni presi a livello internazionale. Ma perseguire un modello di sviluppo che sia sostenibile non è solo compito dei governi, è indispensabile anche il contributo di noi cittadini consumatori. Molte azioni che noi ripetiamo quotidianamente come accendere le luci, far funzionare gli elettrodomestici, accendere l impianto di riscaldamento, andare in macchina, gettare i rifiuti, hanno delle ricadute ambientali non trascurabili. Come possiamo contribuire a migliorare la qualità della nostra vita e del nostro ambiente e a ripensare un modello di sviluppo che sia sostenibile per noi e per i nostri figli? Iniziamo con piccoli gesti: adottiamo un modello di consumo sostenibile. UN MODELLO DI CONSUMO SOSTENIBILE Quando il consumo è sostenibile? Quando i beni e i prodotti che consumiamo quotidianamente vengono prodotti e usati nel pieno rispetto dell ambiente e delle risorse. Senza sacrifici e senza rinunciare al comfort al quale siamo abituati, possiamo modificare il nostro stile di vita. Potremo utilizzare in modo corretto e sostenibile le risorse energetiche e ambientali, contribuendo così anche al degli impegni nazionali per la riduzione delle emissioni di gas serra. Miglioreremo inoltre la qualità dell ambiente in cui viviamo e risparmieremo denaro. COME CONSUMANO LE FAMIGLIE ITALIANE Le famiglie italiane consumano annualmente il 60% circa della ricchezza nazionale, e più del 30% dei consumi energetici totali. Una famiglia di 4 persone spende in media 1.700,00 Euro al mese. Il 17,26% di questa somma è destinato ai consumi alimentari, l 8,65% all acquisto di vestiario e calzature, il 18% è destinato a spese per la manutenzione delle abitazioni e per i consumi di combustibili e di energia, l 8,9% è utilizzato per acquistare mobili e arredamento, il 12,45% per i trasporti e le comunicazioni, il 6,65% per i servizi sanitari, e circa il 28% per spese riguardanti il tempo libero. Le famiglie sono anche responsabili di circa il 27% delle emissioni nazionali di gas inquinanti. Il 10% di queste emissioni proviene dagli impianti di riscaldamento, il 9% proviene dal trasporto privato e il 3% dai rifiuti solidi urbani. Se consideriamo che la popolazione italiana ha raggiunto circa i 60 milioni di abitanti e che l emissione pro-capite di anidride carbonica (CO 2 ) annua è di 7,8 tonnellate, ci rendiamo conto che un nostro contributo e impegno nel migliorare l uso delle risorse diventa rilevante se non indispensabile ai fini dello sviluppo sostenibile. i Qualche dato in più Il consumo di un solo chilowattora, che corrisponde a circa mezzora d accensione di uno scaldabagno o di una stufetta elettrici, richiede, nelle migliori centrali, la combustione di circa 250 grammi d olio combustibile (un quarto di chilo di petrolio) e provoca l immissione nella atmosfera di 750 grammi di anidride carbonica (circa 400 litri di CO 2 ). Ma una famiglia di 4 persone consuma circa 7 chilowattora al giorno, bruciando 2 chili di petrolio e liberando quasi litri di CO 2. Inoltre, una famiglia produce ogni giorno quasi 6 chili di rifiuti e consuma circa litri di acqua. L EFFICIENZA ENERGETICA NELLE ABITAZIONI Secondo recenti studi una famiglia media italiana potrebbe risparmiare, senza fare rinunce, ma semplicemente usando meglio l energia, il 40% delle spese per il riscaldamento e il 10% di quelle per gli elettrodomestici. Alcuni anni fa la legge 10/91 ha dettato criteri per il contenimento dei consumi energetici delle nuove costruzioni e per la riqualificazione energetica delle abitazioni esistenti e ha istituito la certificazione energetica degli edifici, un certificato che attesta la qualità energetica di un edificio o di un singolo alloggio. Fino al 31 dicembre 2005 gli interventi rivolti a migliorare

18 6 7 l utilizzo dell energia nelle abitazioni possono beneficiare della detrazione del 36% sull imposta IRPEF (legge n 449 del 27 Dicembre 1997). Vi rientrano interventi come: l isolamento termico, l installazione di impianti termici a più alta efficienza, l installazione di sistemi di regolazione della temperatura, e l installazione di impianti che utilizzano fonti energetiche alternative. Vediamo quali sono gli interventi più convenienti. L isolamento termico degli edifici Di tutta l energia utilizzata per riscaldare un edificio durante la stagione invernale, una buona parte viene dispersa dalle pareti, dal tetto, dalle finestre e una parte dalla caldaia. Eseguendo interventi di isolamento termico possiamo ridurre il consumo di combustibile per il riscaldamento delle abitazioni, contribuire allo sforzo nazionale di riduzione delle emissioni di gas inquinanti e contemporaneamente potremo arrivare a risparmiare fino al 40% sulle spese di riscaldamento. Ecco alcuni suggerimenti. Isoliamo il tetto: posizioniamo l isolante all esterno sotto i coppi o le tegole, oppure all interno nel sottotetto. Isoliamo le pareti: dall interno applicando pannelli di materiale isolante; dall esterno applicando sulla facciata un cappotto, cioè uno strato di materiale isolante protetto da uno strato superficiale di finitura. Isoliamo il cassonetto dell avvolgibile ed installiamo pannelli isolanti dietro i termosifoni. Montiamo guarnizioni nuove sui serramenti e doppi vetri alle finestre. Coibentiamo i solai: dall esterno con uno strato di materiale isolante impermeabilizzato e protetto dalla pavimentazione; dall interno applicando pannelli isolanti al soffitto dell ultimo piano. La regolazione dell impianto di riscaldamento Il riscaldamento è dopo il traffico la maggior causa di inquinamento delle nostre città. Ogni famiglia italiana spende in media più di 600 euro all anno per riscaldarsi. Una cifra non indifferente. Per contenere i consumi di energia negli impianti di riscaldamento, è stato emanato il DPR 412/93. Il decreto ha dettato le norme per la progettazione, installazione, esercizio e manutenzione degli impianti di riscaldamento degli edifici, affidando a Comuni e Province i controlli sullo stato di manutenzione ed efficienza degli impianti. Seguendo tale normativa, alla quale tutti dobbiamo attenerci, si riducono i consumi di energia e si migliora la sicurezza e l efficienza dell impianto. Diminuiranno così anche i gas inquinanti emessi dall impianto e le spese di combustibile. In casa, di giorno, manteniamo la temperatura a circa 20 C, che è poi la temperatura che si ha normalmente durante una bella giornata primaverile. Teniamo presente poi che per ogni grado in meno risparmieremo circa il 7% sulle spese di riscaldamento. Durante la notte regoliamo il termostato a 16 C. Isoliamo le tubazioni che dalla caldaia portano l acqua ai radiatori, specialmente nei tratti che attraversano locali non riscaldati. Rispettiamo l obbligo di far fare la manutenzione della caldaia almeno una volta l anno, e di far controllare e analizzare i fumi che fuoriescono dalla caldaia, almeno ogni due anni, per capire se consuma ed inquina più di quanto dovrebbe. Se necessario, sostituiamo la caldaia e il bruciatore con modelli recenti e con rendimenti più elevati. Installiamo valvole termostatiche che, in base alla temperatura impostata, aprono e chiudono l afflusso di acqua al termosifone. Con questo sistema possiamo risparmiare fino al 20% di energia. Per chi vive in un condominio e ha l impianto di riscaldamento centralizzato, è possibile chiedere di installare un sistema di contabilizzazione del calore. Si tratta di installare un sistema di apparecchiature che misurano (contabilizzano) la quantità di calore effettivamente consumata in ogni appartamento. In questo modo avremo la libertà di scegliere le temperature e gli orari di accensione che più ci soddisfano, riuscendo a risparmiare anche il 30% delle spese annuali. Per un appartamento con 8-10 radiatori, il costo dell installazione di un sistema di contabilizzazione si aggira intorno ai 1.550,00 Euro. L USO DELL ENERGIA IN CASA Il consumo degli elettrodomestici in Italia costituisce, insieme con l illuminazione, il 23% dei consumi elettrici nazionali. Ciò significa che una famiglia di 4 persone spende in media 103,00 Euro a bimestre, per luce, elettrodomestici grandi e piccoli, computer e apparecchiature varie collegate alla rete elettrica. L illuminazione In Italia, la quota di energia elettrica destinata all illuminazione domestica è superiore ai 6 miliardi di kwh, corrispondente a circa il 13,5% del consumo totale di energia elettrica nel settore residenziale. Anche con l illuminazione è possibile contenere i consumi di energia. Vediamo come: Per illuminare correttamente un ambiente non è necessario aumentare la potenza delle lampadine, e quindi i consumi, basta scegliere il tipo di lampada giusta e la posizione più opportuna. Il lampadario centrale non è una soluzione vantaggiosa in termini energetici: è meglio distribuire le lampade in funzione delle attività da svolgere. In soggiorno evitiamo i lampadari con molte lampadine. Una lampada da 100 watt fornisce la stessa illuminazione di 6 lampadine da 25 watt, consumando il 50% in meno.

19 8 9 Prima di acquistare una lampada, bisogna pensare bene qual è l ambiente da illuminare, quali attività vi si svolgono e per quante ore, in media, la lampada rimarrà accesa. In generale la soluzione migliore consiste nel creare una luce soffusa in tutto l ambiente e intervenire con fonti luminose più intense nelle zone destinate ad attività precise come pranzare, leggere, studiare. Le lampade che troviamo in commercio possono essere suddivise, in base alla modalità con cui viene generata la luce, in due grandi categorie: a incandescenza e a scarica elettrica in gas. Le lampade a incandescenza, le comuni lampadine, si suddividono in normali e alogene. Entrambe sono economiche al momento dell acquisto, ma più costose per quello che riguarda i consumi. Le normali hanno una durata media di ore, le alogene invece hanno una durata media di ore e una maggiore resa energetica. Le lampade a scarica elettrica in gas, conosciute come lampade ad alta efficienza, hanno una durata media, a seconda dei vari modelli, di 10/ ore. Sono molto efficienti: una di queste lampade da 20 watt fornisce la stessa quantità di luce di una lampadina ad incandescenza da 100 watt. Hanno un prezzo iniziale elevato, ma consentono di ridurre fortemente i consumi di energia elettrica, fino a circa il 70% rispetto alle lampadine ad incandescenza. Ricordiamo che fino al 31 dicembre 2005 anche le spese sostenute per l acquisto di queste lampade beneficiano, della detrazione IRPEF del 36%. Dalla tabella possiamo notare come cambia la spesa annua per l illuminazione a seconda delle lampade che si utilizzano. ESEMPIO DI UTILIZZO: ORE/ANNO PER UN PERIODO DI 5 ANNI ( * ) TIPO E NUMERO COSTO LAMPADE COSTO ENERGIA COSTO RISPARMIO DI LAMPADE ( ** ) ( *** ) ELETTRICA TOTALE TOTALE ( **** ) EURO EURO EURO EURO INCANDESCENZA 3x100 W 30,00 540,00 570,00 - ALOGENE 2x100 W 50,00 360,00 410,00 160,00 FLUORESCENTI COMPATTE TRADIZIONALI 3x25 W 30,00 135,00 165,00 405,00 FLUORESCENTI COMPATTE ELETTRONICHE 3x20 W 54,00 108,00 162,00 408,00 ( *) Illuminazione ambiente pari a 150 lux. ( **) Durata lampade ad incandescenza: ore; alogene: ore; fluorescenti compatte: ore. ( ***) Costo lampade ad incandescenza: 1,00 Euro; alogene: 5,00 Euro; fluorescenti compatte tradizionali: 10,00 Euro; fluorescenti compatte elettroniche: 18,00 Euro. ( ****) Risparmio rispetto alla soluzione con lampade ad incandescenza. Gli elettrodomestici Le nostre case sono ormai piene di tanti elettrodomestici come frigorifero, lavastoviglie, televisori, videoregistratori, radio, forni elettrici e a microonde, robot, phon, scope elettriche, ferri da stiro, di cui non possiamo più fare a meno. Possiamo però utilizzarli in modo più efficiente. Ridurremo così i consumi di energia e quindi l impatto con l ambiente, e nello stesso tempo risparmieremo anche denaro. Il primo consiglio valido per tutti gli elettrodomestici, è di preferire i modelli di più recente produzione, controllando, dove è già presente, l etichetta energetica : l adesivo colorato che si trova su frigoriferi, congelatori, lavatrici, lavastoviglie, lampade, forni elettrici e condizionatori, e che permette di conoscere caratteristiche e consumi di ciascun modello e di valutarne i costi di esercizio. È comunque importante leggere con attenzione il libretto delle istruzioni che spesso contiene importanti indicazioni. i L etichetta energetica Bassi consumi Alti consumi Consumo di energia kwh/ciclo (in base ai risultati di prove standard per il ciclo cotone a 60 C) Il consumo effettivo dipende dal modo in cui l'apparecchio viene usato Efficacia di lavaggio A: alta G: bassa Efficacia di centrifugazione A: alta G: bassa Capacità (cotone) in kg Consumo di acqua in L Rumorosità [db(a) re 1 pw] Gli opuscoli illustrativi contengono una scheda particolareggiata Lavaggio Centrifugazione Norma EN Direttiva 95/12/CE relativa all'etichettatura delle lavatrici Lavatrici X.YZ ABC DEFG ABCD EFG y.z yx Velocità di centrifugazione (gpm) 1100 XY xyz La Direttiva Europea 92/7/CEE ha stabilito la necessità di applicare un etichetta energetica ai principali elettrodomestici; nel 1994 è stata emanata la prima direttiva specifica. Così anche in Italia, come in altri paesi europei, a partire dal 1998 sono state introdotte le etichettature energetiche per i frigoriferi e i congelatori, per le lavatrici, per le lavastoviglie, per le lampade ad uso domestico, per i forni elettrici e per i condizionatori. L etichetta energetica permette di conoscere caratteristiche e consumi e di valutare fin dal momento dell acquisto i costi di esercizio di ciascun modello. L informazione più importante riportata dall etichetta è relativa all efficienza energetica. Una serie di frecce di lunghezza crescente, associate alle lettere dalla A alla G, permettono di confrontare i consumi dei diversi apparecchi e di scegliere l elettrodomestico che consuma meno. La lettera A indica consumi minori. Le lettere dalla B in poi indicano consumi via via maggiori.

20 10 11 Il frigorifero e il congelatore Prima di acquistarne uno nuovo confrontiamo i consumi sull etichetta energetica. Per esempio scegliendo un modello in classe B potremo in un anno spendere per l energia elettrica circa la metà di quanto spenderemmo con un modello di classe G (vedi tabella). Alcuni piccoli consigli: Lasciamo almeno 10 centimetri dietro, sopra e sotto l apparecchio. Regoliamo il termostato su una posizione intermedia. Non introduciamo mai cibi caldi nel frigo o nel congelatore. Teniamo aperto lo sportello il più brevemente possibile. Controlliamo periodicamente la guarnizione dello sportello. CONSUMI ENERGETICI E COSTI ANNUI PER LE DIVERSE CLASSI DI FRIGORIFERI Classe Consumo ( * ) Costo per l energia elettrica ( ** ) kwh/anno Euro/anno A inferiore a 344 inferiore a 62,00 B tra 344 e 468 tra 62,00 e 85,00 C tra 469 e 563 tra 85,00 e 101,00 D tra 563 e 625 tra 101,00 e 113,00 E tra 625 e 688 tra 113,00 e 124,00 F tra 688 e 781 tra 124,00 e 141,00 G superiore a 781 oltre 141,00 ( *) Consumo riferito ad un apparecchio tenuto sempre chiuso. ( **) Costo di 1 kwh: 0,18. Lo scaldabagno Al momento dell acquisto scegliamo un apparecchio a gas piuttosto che elettrico. Regoliamo il termostato a 45 C in estate e a 60 C in inverno, Cerchiamo di programmare l accensione con un timer (quel dispositivo che regola automaticamente accensione e spegnimento). Effettuiamo periodicamente la manutenzione (ogni 2-3 anni) per eliminare calcio e incrostazioni. Se possiamo installiamo un pannello solare. Oltre ad un minor inquinamento dell ambiente risparmieremo energia. Una volta ammortizzato il costo dell impianto si disporrà di acqua calda gratuita ed ecologica. IL CONSUMO DI ACQUA CALDA DI UNA FAMIGLIA DI 4 PERSONE Una famiglia di 4 persone consuma in media litri di acqua calda al giorno per persona, per un totale di mila litri l anno acqua riscaldata con energia elettrica 516,00 QUANTO SI SPENDE IN UN ANNO? acqua riscaldata con gas mertano 387,00 acqua riscaldata con sistema solare che fornisce il 70% di energia 129,00/155,00 Il risparmio annuo oscilla tra 230,00 e 360,00 Euro, ed in 5 anni si ammortizza una spesa di 1.300,00/1.550,00 Euro. Le agevolazioni statali consentono di detrarre dalle tasse il 41% delle spese di acquisto e di installazione. Ripagato il costo dell investimento si disporrà di acqua calda gratuita ed ecologica. La lavatrice Prima di acquistarne una nuova confrontiamo i consumi sull etichetta energetica, divenuta obbligatoria anche per le lavatrici dal maggio Ricordiamo che ogni ciclo della lavabiancheria costa in media 0,23 Euro, a cui vanno aggiunti il costo di acqua e detersivo. Ma con piccoli accorgimenti anche con questo elettrodomestico si può risparmiare fino al 30% sui consumi. Basta utilizzare la lavatrice solo a pieno carico o con il tasto economizzatore. Scegliere i programmi a basse temperature (40-60 gradi). Non superare le dosi di detersivo consigliate, con grande vantaggio anche per la tutela dell ambiente. Usare prodotti decalcificanti. La lavastoviglie Far funzionare la lavastoviglie comporta una spesa di energia e di detersivo fra le 103,00 e i 207,00 Euro all anno. Per risparmiare possiamo: Scegliere il programma più adatto alle nostre stoviglie. Preferire cicli rapidi, a freddo, economici. Evitare l asciugatura con l aria calda. Non esagerare con il detersivo. Il forno elettrico Rispetto ai forni a gas, i forni elettrici sono certo più comodi (mantengono costante la temperatura al loro interno), ma anche meno economici: tenendoli accesi 2 ore a settimana con una temperatura di 200 gradi, costano 26,00 Euro all anno, contro le 13,00 Euro di uno a gas.

21 12 13 Effettuando il preriscaldamento solo quando è strettamente indispensabile. Evitando di aprire troppo spesso lo sportello e spegnendo il forno un po prima della fi- In ogni caso anche con un forno elettrico si può risparmiare: ne della cottura. Il massimo del risparmio si ottiene con i forni a microonde, che dimezzano i tempi di cottura rispetto a quelli tradizionali. LA SPESA MENSILE PER ALCUNI ELETTRODOMESTICI kwh Euro ( * ) FRIGORIFERO Sempre acceso 60 11,00 ASCIUGACAPELLI 3 Ore a settimana 13 2,30 1 Ora a settimana 4 0,70 1/2 Ore a settimana 2 0,40 LAVATRICE 5 Lavaggi a settimana 28 5,00 3 Lavaggi a settimana 17 3,00 2 Lavaggi a settimana 11 2,00 SCALDABAGNO Sempre acceso ,00 6 Ore al giorno ,30 TELEVISIONE 10 Ore al giorno 60 11,00 6 Ore al giorno 36 6,50 3 Ore al giorno 18 3,20 1 Ora al giorno 6 1,10 LAVASTOVIGLIE 14 Lavaggi a settimana 22,4 4,00 7 Lavaggi a settimana 11,2 2,00 3 Lavaggi a settimana 4,8 0,90 ( * ) Costo di kwh: 0,18. I TRASPORTI: VERSO UNA MOBILITÀ SOSTENIBILE La crescente esigenza di mobilità di persone e merci è una caratteristica della società moderna. Ciò è dovuto non solo allo sviluppo economico, ma anche all aumento del tempo libero, al decentramento delle attività produttive e delle residenze, a modelli di comportamento che vedono l autovettura privata simbolo di libertà e di affermazione individuale. Questo ha portato in Italia, come anche in altri paesi industrializzati, ad un aumento del volume del traffico passeggeri che nel 2001 ha raggiunto gli 898 miliardi di passeggeri per chilometro e a un aumento dei consumi energetici. Tra il 1970 e il 2000 l Italia ha quasi triplicato il consumo di energia nel settore trasporti, raggiungendo circa un terzo dei consumi energetici nazionali. Nel 2002 circolavano quasi 34 milioni di autoveicoli, equivalenti a 57 veicoli ogni cento abitanti e 106 veicoli ogni chilometro di strada. L attuale sistema della mobilità, basato sulla gomma e sul trasporto individuale di persone e di merci, è tra le principali cause dell inquinamento acustico e atmosferico (i trasporti sono responsabili di circa il 28% delle emissioni nazionali di gas inquinanti), di spreco energetico, e della congestione del traffico che rendono sempre più insostenibile la vita nelle nostre città. Sono anche aumentati i rischi per la salute conseguenti sia all inquinamento acustico che a quello atmosferico. Secondo il Ministero dell ambiente oltre il 72% della popolazione del nostro paese è esposta a livelli di rumorosità superiori ai limiti massimi previsti. Nelle città l aumento di patologie polmonari oscilla tra il 9 e il 13%. È in aumento anche il numero di incidenti che coinvolgono pedoni, soprattutto bambini ed anziani, ciclisti e motociclisti. Ogni anno in Italia 6/7 mila persone muoiono per incidenti stradali e circa 200 mila rimangono ferite. Senza dimenticare i danni ai monumenti e l occupazione di spazio pubblico da parte dei veicoli parcheggiati abusivamente. Per migliorare la qualità della vita nelle nostre città e per ridurre i rischi per la nostra salute bisogna intervenire. Non solo migliorando l efficienza energetica dei mezzi di trasporto e promuovendo modi di trasporto a ridotto impatto ambientale, in modo da ridurre l uso di combustibile e le emissioni di gas inquinanti, ma anche favorendo una mobilità sostenibile. Diverse sono le iniziative governative che vanno in queste direzioni. Ricordiamo: Le disposizioni comunali di limitazione del traffico nelle città, nei giorni in cui la concentrazione atmosferica di ossido di carbonio e benzene supera i livelli di attenzione (DM 23 ottobre 1998). Il sistema degli incentivi, concessi dal governo italiano, per favorire l acquisto di auto a basso consumo, a metano, a GPL e a trazione elettrica; Il recepimento delle direttive comunitarie euro 1,2,3,4 che stabiliscono i limiti di emissione di gas nocivi per le auto di nuova immatricolazione. I Decreti Ministeriali che impongono il controllo annuale delle emissioni dei gas di scarico degli autoveicoli in circolazione e che dettano le norme per la revisione dei veicoli a motore (DM del 5 febbraio 1996, del 30 dicembre 1997 e del 22 aprile 1998). Altre iniziative mirano a potenziare il trasporto pubblico a rivalutare i percorsi pedonali e ciclabili in modo da disincentivare l uso dell auto privata. Tra queste: I Piani Urbani del Traffico (PUT) resi obbligatori per i comuni con più di abitanti che hanno l intento di migliorare la circolazione e la sicurezza stradale, ridurre i consumi energetici e le emissioni acustiche e di gas inquinanti. I fondi che le amministrazioni locali potranno utilizzare per finanziare progetti pilota di razionalizzazione della mobilità urbana che utilizzino mezzi di trasporto pubblici elettrici e veicoli a due ruote (Decreto 27 marzo 1998 Mobilità sostenibile nelle aree urbane ). L istituzione della figura del Mobility Manager, responsabile della mobilità aziendale per ottimizzare gli spostamenti casa-lavoro dei dipendenti. La promozione di forme di uso multiplo delle autovetture, che prevedono il pagamento di una quota proporzionale al tempo d uso e ai chilometri percorsi (taxi collettivi, car sharing, car pooling).

22 14 15 Ma il solo impegno politico non basta. È indispensabile il nostro contributo. Cosa possiamo fare in questo caso? Approfittare naturalmente degli incentivi statali per l acquisto di nuove macchine a basso consumo (si può passare da un consumo di 10 litri di benzina ogni 100 km a 5, con proporzionale riduzione di emissioni di CO 2 ). Metterci in regola con le direttive governative sul controllo degli scarichi. Sebbene l automobile sia per qualche spostamento insostituibile, possiamo sicuramente integrare il suo uso con mezzi collettivi di trasporto, quali gli autobus, la metropolitana e il treno. Non dimentichiamo i vantaggi di una salutare attività fisica. Una passeggiata giornaliera di 30 minuti a piedi o in bicicletta può ridurre fino al 50% il rischio di contrarre malattie cardiocircolatorie, fino al 50% il rischio di sviluppare diabete ed obesità e del 30% di sviluppare ipertensione. È interessante notare che in 30 minuti di camminata si percorrono circa 3 km di strada, che è la distanza entro cui rientrano il 30-40% dei nostri spostamenti giornalieri. Quindi quando è possibile, facciamo una passeggiata e lasciamo in garage la macchina. Contribuiremo sicuramente a migliorare la qualità della vita nelle nostre città, con notevoli benefici anche per la salute e la sicurezza. Ricordiamo che il costo annuo di un auto di media cilindrata che percorre circa km è di circa 2.600,00 Euro. Ma uno stile di guida più attento può contribuire, oltre a far diminuire gli incidenti, a ridurre questa spesa fino al 20%: superare limiti di velocità consigliati non è compatibile nè con la sicurezza nè con il consumo di carburante che può aumentare anche del 50%; la periodica regolazione di accensione e carburazione può far risparmiare fino al 10%; una leggera sgonfiatura dei pneumatici provoca un aumento del consumo di carburante del 2 o 3%; la disposizione dei carichi incide negativamente sui consumi; contrariamente a quello che si crede, è importante evitare di fare girare molto il motore da fermo per riscaldarlo. I RIFIUTI: COSA SI PUÒ FARE? I rifiuti possono essere una preziosa fonte di energia e di materie prime che potrebbero essere in gran parte riutilizzati, riducendo così i costi di smaltimento e il degrado dell ambiente. In Italia nel 2002 sono stati prodotti oltre 29 milioni di tonnellate di rifiuti solidi urbani, di cui il 50-60% direttamente dalle famiglie. Questo significa che una famiglia di 4 persone produce ogni giorno, in media, quasi 6 kg di rifiuti. Il governo, con il Decreto Ronchi (Dlgs n. 22/97), ha introdotto la gestione integrata dei rifiuti, che mira ad ottimizzare il loro riutilizzo, riciclo, recupero e smaltimento. Il decreto intende incentivare il riciclaggio e il recupero energetico attraverso lo sviluppo della raccolta differenziata, il recupero degli imballaggi e il nuovo sistema di tariffa. È prevista, infatti, la sostituzione della tassa per lo smaltimento rifiuti, oggi calcolata in base ai metri quadri dell abitazione, con una tariffa che tiene conto della quantità di rifiuti prodot- ta. Chi recupererà una parte dei rifiuti e contribuirà alla raccolta differenziata avrà diritto ad una riduzione proporzionale della tariffa. Il contributo che noi consumatori possiamo dare è quello di cercare di produrre una minore quantità di rifiuti, soprattutto di imballaggi. Nel 2002, gli imballaggi consumati in Italia hanno abbondantemente superato 11 milioni di tonnellate, pari al 35% del totale dei rifiuti solidi urbani prodotti. Conviene inoltre contribuire ad effettuare la raccolta differenziata. La separazione dei rifiuti è la condizione essenziale per poter recuperare materiali di buona qualità, riutilizzabili e vendibili nel mercato del riciclaggio, e per far sì che i rifiuti destinati alla produzione di energia siano privi di materiali tossici e pericolosi. Nel 2002 solo il 19% dei rifiuti prodotti è stato raccolto in modo differenziato. Non dimentichiamo che esistono anche rifiuti tossici e pericolosi per l ambiente e per l uomo: sono le pile elettriche, i medicinali scaduti e gli oli esausti. Per legge devono essere raccolti negli appositi contenitori. Facciamolo sempre anche noi. Questi rifiuti, una volta raccolti, vengono resi innocui con speciali procedimenti chimici e fisici. i Composizione media dei rifiuti prodotti in Italia Frazione organica 30% Carta e cartone 27% Plastica e gomma 14% Vetro 7% Metalli 5% Tessile e legno 7% Altro 10% Smaltimento dei rifiuti (2001) Smaltiti in discarica 67,1% Agli impianti di incenerimento 8,7% Agli impianti di produzione composta 18,5% Altre forme di recupero 5,7% COME UTILIZZARE L ACQUA IN MODO SOSTENIBILE? In Italia circa il 60% dei consumi d acqua è impiegata in agricoltura, il 25% nell industria e il 15% in campo civile. Anche se l uso nel settore civile è quantitativamente meno rilevante rispetto al consumo globale dell acqua, è qui che si consuma la quasi totalità dell acqua potabile, che viene prodotta a partire dalle risorse di migliore qualità. Purtroppo, la cattiva condizione della nostra rete idrica fa sì che quasi 1/3 dell acqua immessa nei nostri acquedotti viene persa strada facendo. Dei 250 litri che ognuno di noi consuma al giorno per gli usi domestici, solo una parte viene utilizzata per il consumo diretto, per cucinare o per l igiene personale, usi che richiedono la più alta qualità. Mentre la parte prevalente viene impiegata per usi non privilegiati: sciacquoni, macchine per lavare, lavaggio di pavimenti, giardinaggio, o persa per incuria. Non solo: l acqua prima di uscire dal nostro rubinetto deve essere pompata, depurata, canalizzata e, per alcuni usi, anche riscaldata. Quindi sprecare acqua significa anche sprecare energia. Ricordiamo che esistono in commercio alcuni erogatori di acqua che riducono la portata del flusso, e che permettono così di risparmiare sulle spese di acqua e di energia. Questi dispositivi, miscelano l acqua aumentandone la pressione e arricchendola d ossigeno. L acqua esce così in quantità minore, ma con maggior potenza lavante.

23 16 17 Questa figura dimostra come le nostre abitudini quotidiane possono tradursi in sprechi o in notevoli risparmi di una fonte preziosa come l acqua e dell energia che serve per portarla nelle nostre case. i I COSTI ENERGETICI DELL ACQUA: CONSUMI PER PERSONA E PER ANNO PERCHÉ UNO SVILUPPO SOSTENIBILE? La nostra società vive la contraddizione tra i vantaggi che lo sviluppo le assicura e il degrado dell ambiente derivante dallo sfruttamento delle risorse, che non possono essere rinnovate con la stessa velocità con la quale sono utilizzate. Infatti, lo sviluppo economico e l aumento dei consumi che si sono avuti nel XX secolo, se da una parte hanno portato benessere per larghi strati della popolazione, dall altra hanno aumentato le disuguaglianze sociali ed economiche, sia tra le varie nazioni che tra gli strati di popolazione all interno delle nazioni stesse. Ricordiamo che oggi circa il 20% della popolazione mondiale utilizza più dell 80% delle risorse naturali disponibili, mentre un altro 20% rimane in condizioni di assoluta povertà. Non vi è perciò alcun dubbio che i paesi più poveri dovranno in futuro poter accedere a una maggior quota di risorse per garantire ai propri cittadini più salute e sicurezza sociale. Inoltre le attività industriali e agricole necessarie a soddisfare i bisogni della popolazione provocano effetti sull ambiente che non sono più trascurabili. I limiti dello sviluppo Litri di petrolio Litri d acqua DOCCIA BAGNO RUBINETTO TRADIZIONALE RUBINETTO A RISPARMIO D ACQUA LAVATRICE TRADIZIONALE LAVATRICE BASSO CONSUMO LAVASTOVIGLIE TRADIZIONALE LAVASTOVIGLIE BASSO CONSUMO Un primo allarme sul conflitto tendenziale tra crescita economica e demografica e ambiente, fu dato dal Club di Roma che pubblicò nel 1972 uno studio I limiti dello sviluppo, dove si sosteneva l impossibilità di continuare nel lungo periodo a perseguire il modello di sviluppo tipico dei paesi industrializzati, ad alto consumo di materiali e di energia ed elevate emissioni di inquinanti. La crescita del consumo nel XX secolo Il consumo mondiale è aumentato ad una velocità senza precedenti durante il XX secolo raggiungendo durante il 2003 un livello di spese e di consumo pubbliche e private pari a 28 mila miliardi di dollari. Sei volte superiore a quello raggiunto nel A partire dal 1970 la spesa globale è cresciuta ad un tasso annuo del 3%. L impiego di combustibili fossili è pressoché quintuplicato dal Il consumo di acqua è quasi raddoppiato dal 1960, e la pesca è quadruplicata. Il consumo di legname come combustibile, sia per l industria che a livello familiare, è ora il 40% più elevato rispetto a 25 anni fa. Conseguentemente le emissioni di anidride carbonica sono quadruplicate negli ultimi 50 anni e, nei paesi industrializzati, la produzione di rifiuti sia tossici che no è pressoché triplicata negli ultimi 20 anni. L aumento della popolazione mondiale Oggi sul pianeta vivono circa 6 miliardi di persone e di queste circa 2,6 miliardi vivono in aree urbane. All'inizio del secolo appena il 3% della popolazione viveva nelle città. Oggi circa la metà dell'umanità è urbanizzata. Anche se il tasso di crescita della popolazione mondiale continua a rallentare, (in cifre assolute la popolazione umana aumenta in media di 86 milioni di persone ogni anno), la popolazione urbana cresce più rapidamente della popolazione globale e quasi tutta la crescita prevista della popolazione urbana (il 92%) avverrà nei paesi in via di sviluppo. Nel 2050 saremo 9,5 miliardi, di cui più di 8 nei paesi in via di sviluppo. Soddisfare le esigenze di tutti significherà aumentare ulteriormente i consumi. I CONSUMI E L AMBIENTE La crescita nei consumi degli ultimi 50 anni sta creando pressioni sull ambiente che chiedono un intervento. L attenzione è rivolta soprattutto sul problema del deterioramento delle risorse, acqua, terra, foreste, sulla perdita di biodiversità, sulla produzione di rifiuti tossici e no, e sul problema dell inquinamento prodotto dall impiego dei combustibili fossili. IL DETERIORAMENTO DELLE RISORSE NATURALI L acqua è una risorsa rinnovabile ma a causa del progressivo scadimento della sua qualità non può essere considerata una risorsa infinita. Dal 1960 ad oggi il consumo di acqua è quasi raddoppiato. L origine dell inquinamento delle acque è dovuto soprattutto alle attività industriali, civili e agricole e, in misura minore, alle attività zootecniche, alle discariche di rifiuti e al sovrasfruttamento delle falde. Una forma di inquinamento alla quale sono soggetti soprattutto i laghi è la cosiddetta eutrofizzazione. Questo fenomeno è causato dal forte afflusso nelle acque di alcune sostanze nutritive presenti negli scarichi domestici e industriali e nei concimi agricoli. L eccesso di apporto di sostanze nutrienti provoca un eccessivo sviluppo di alghe e piante acquatiche che riducono l ossigeno presente nell acqua causando la morte della fauna presente. Inoltre, alla fine del loro ciclo vitale, le alghe vanno in decomposizione compromettendo la qualità dell acqua al punto tale da ridurne o precluderne l uso. Il fenomeno si intensifica quando la temperatura aumenta in maniera anomala.

24 18 19 Le foreste mondiali, che proteggono il suolo, prevengono l erosione, regolano le scorte d acqua e aiutano a regolare il clima, si stanno riducendo soprattutto a causa dei tagli e incendi degli alberi. Dal 1970 le aree boschive, ogni mille abitanti sono passate da 11,4 chilometri quadrati a 7,3. Fra le cause principali della deforestazione possiamo ricordare: i tagli per la commercializzazione del legno, per l urbanizzazione del territorio, per creare pascoli e per aumentare i terreni ad uso agricolo. La deforestazione indiscriminata può provocare l estinzione di specie animali e vegetali e può compromettere la biodiversità di un luogo. Inoltre, contribuisce ad aumentare l effetto serra del pianeta, in quanto con la distruzione delle foreste viene ridotta la quantità di anidride carbonica utilizzata dalle piante come alimento. Un sesto del suolo terrestre, circa 2 miliardi di ettari, risulta degradata a causa di pratiche di coltivazione e dell allevamento intensivo. Il 33% della superficie dell Europa è minacciato dalla desertificazione, mentre il 10% delle terre italiane è a forte rischio di erosione, cioè di un lento sgretolamento del terreno e delle rocce prodotto dagli agenti atmosferici quali temperatura, vento, pioggia. La desertificazione è un processo di progressiva riduzione della capacità degli ecosistemi di sostenere la vita animale e vegetale. Può essere innescato: dalla riduzione delle risorse idriche e dall aumento della siccità conseguenti ai cambiamenti di clima; dall eccessivo sfruttamento dei terreni da pascolo e agricoli, che una volta esaurita la propria riserva di sostanze nutritive vanno soggetti ad erosione; dall indiscriminato abbattimento del manto forestale per creare spazi da dedicare all agricoltura, alla pastorizia e per reperire legna da ardere; dalla cattiva gestione dei sistemi d irrigazione che può portare alla salinizzazione dei terreni. Le specie animali e vegetali si stanno estinguendo volte più velocemente di quanto accadrebbe naturalmente, provocando interruzioni nella catena della vita, compromettendo così la biodiversità degli ecosistemi. Per biodiversità si intende la varietà di organismi viventi, sia animali che vegetali, presenti in un particolare ambiente o ecosistema. Le attività umane, con il prelievo di risorse, l inquinamento e la desertificazione possono provocare una perdita di biodiversità. Per conservare un alta biodiversità è necessario, quindi, garantire la conservazione del maggior numero possibile di ecosistemi con caratteristiche differenti. LA PRODUZIONE DI RIFIUTI La produzione di crescenti quantità di rifiuti è uno dei segni distintivi della società contemporanea. Alla crescita dello sviluppo produttivo, e quindi dei consumi, è associata una crescita dei rifiuti prodotti. Oltre ad aumentare in termini quantitativi, i rifiuti sono cambiati anche in qualità e, con essa, ne è aumentata anche la pericolosità per l ambiente. Nei paesi industrializzati tale produzione è pressoché triplicata negli ultimi 20 anni. Ogni europeo produce quasi 1,5 kg di rifiuti al giorno, un americano tre volte di più, un abitante dei paesi in via di sviluppo cinque volte di meno. Una non corretta gestione dei rifiuti determina gravi fenomeni di inquinamento e di compromissione delle risorse (aria, acqua e suolo), rendendole non più fruibili da parte dell uomo se non a prezzo di interventi di ripristino molto costosi. Una corretta gestione dei rifiuti, oltre a contribuire a ridurre le emissioni di gas serra, in particolare di metano, può contribuire a recuperare energia, sia attraverso il riuso dei materiali che attraverso un loro utilizzo come combustibile. L ENERGIA E L AMBIENTE È ormai accertato che è soprattutto dall esigenza di disporre di grandi quantità di energia che nascono i principali fenomeni che danneggiano l ambiente. Oggi l energia viene oggi prodotta essenzialmente bruciando combustibili fossili quali petrolio, carbone e metano, anche se negli ultimi anni si è registrato un aumento dell utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili. i Biomassa 9,5% (legno, ecc.) Idraulica 2,2% Nucleare 6,5% Gas 21,1% LE FONTI ENERGETICHE NEL MONDO Le fonti di energia non rinnovabili: i combustibili fossili I combustibili fossili sono presenti in natura e si sono originati dalla decomposizione di sostanze organiche avvenuta milioni di anni fa. Vengono dette fonti energetiche non rinnovabili in quanto si trovano in natura in quantità limitata e hanno bisogno di tempi estremamente lunghi, intere ere geologiche, per riformarsi. Oggi, petrolio, carbone e gas naturale soddisfano oltre l 80% del fabbisogno energetico mondiale. Considerando che la domanda globale di energia sta aumentando a un ritmo di circa il 2% l anno, si pone il problema di far fronte ad una loro eventuale scarsità. Le previsioni sulla consistenza delle riserve sulle quali potremo contare nel futuro sono abbastanza varie. Comunque, un loro esaurimento fisico non è imminente, si parla di una disponibilità per almeno alcuni decenni ancora, sia perché negli ultimi vent anni le riserve accertate sono gradualmente aumentate grazie al ritrovamento di nuovi giacimenti, e sia perché nuove tecnologie hanno permesso di sfruttare maggiormente i giacimenti esistenti. Ma i conflitti locali e internazionali che coinvolgono i paesi produttori rendono incerta la disponibilità di greggio e la stabilità del prezzo (nel 2002 è aumentato del 50% rispetto del 2001 raggiungendo il valore di 30 dollari il barile). Per questo i paesi acquirenti si stanno orientando verso una politica di diversificazione delle zone di approvvigionamento e di diversificazione delle fonti energetiche. Le fonti di energia rinnovabili Nuove 2,2% rinnovabili (eolico, solare) 35,3% Petrolio 23,2% Carbone Si definiscono fonti rinnovabili di energia quelle fonti che, a differenza dei combustibili fossili e nucleari, destinati ad esaurirsi in un tempo finito, possono essere considerate virtualmente inesauribili.

25 20 21 Esse comprendono l energia solare che investe la terra e quelle che da essa derivano: l energia idraulica, del vento, delle biomasse, delle onde e delle correnti. Sono inoltre considerate come tali l energia geotermica, presente in modo concentrato in alcuni sistemi profondi nella crosta terrestre e l energia dissipata sulle coste dalle maree, dovute all influenza della luna. Infine, anche i rifiuti, in parte per la loro composizione, in parte perché la loro produzione inevitabilmente accompagna la vita e le attività dell uomo, vengono considerati fonte di energia rinnovabile. Opportune tecnologie consentono di convertire la fonte rinnovabile di energia in energia secondaria utile, che può essere termica, elettrica, meccanica e chimica. L impatto sull ambiente varia significativamente a seconda della fonte e della tecnologia, ma in ogni caso è nettamente inferiore a quello delle fonti fossili. In particolare, le emissioni di gas serra sono molto contenute e limitate solo ad alcune fonti. Nel futuro sarà necessario, oltre che auspicabile, aumentare la produzione di energia da fonti rinnovabili sia per far fronte ai problemi del degrado dell ambiente che per fronteggiare l esauribilità delle fonti fossili. In Italia, nel 2001, le fonti rinnovabili hanno coperto circa il 10,5% del fabbisogno energetico nazionale, pari a 17,6Mtep. Si intende raddoppiare il contributo delle rinnovabili al 2010, portandolo a 24 Mtep. di vecchi frigoriferi e di vecchi impianti di condizionamento. Queste sostanze, una volta liberate nell atmosfera, raggiungono lo strato di ozono stratosferico e, attraverso reazioni chimiche distruggono le molecole di ozono che schermano la Terra dai raggi ultravioletti nocivi emessi dal Sole. i Le piogge acide L impiego di combustibili fossili provoca l emissione di diversi gas che, pur non essendo gas ad effetto serra, hanno effetti negativi sull ambiente. Infatti, sottoprodotti tipici delle centrali termoelettriche, di alcune attività industriali, degli scarichi dei motori delle automobili e degli impianti di riscaldamento domestico, sono l anidride solforosa e gli ossidi di azoto. Questi gas una volta raggiunta l atmosfera reagiscono con l umidità dell aria dando origine a composti acidi che vengono portati a terra dalla pioggia. Queste piogge acide, oltre ad avere effetti negativi sulla salute dell uomo, danneggiano la vegetazione, gli edifici, i monumenti e avvelenano le acque dei laghi e dei fiumi con gravi conseguenze anche sulla fauna. MECCANISMI DI GENERAZIONE DELLE PIOGGE ACIDE I gas inquinanti che una volta immessi nell atmosfera danneggiano l ambiente, vengono prodotti soprattutto dagli autoveicoli, dagli impianti di riscaldamento, dalle centrali termoelettriche, dagli inceneritori e dalle industrie. Queste attività sono tipicamente concentrate nelle città e in alcune zone industriali, dove di conseguenza si generano aree fortemente inquinate. Oltre a provocare questa forma di inquinamento locale, elevate quantità di gas inquinanti emesse nell atmosfera, possono far sentire i loro effetti negativi anche a distanza di centinaia e migliaia di chilometri dal punto di emissione. Si ha, in questo caso, il cosiddetto inquinamento regionale o transfrontaliero che si manifesta con fenomeni quali le piogge acide e lo smog fotochimico. Si hanno effetti anche su scala globale, con fenomeni quali lo assottigliamento dello strato di ozono stratosferico, l aumento dell effetto serra e i possibili cambiamenti climatici. ANIDRIDE SOLFOROSA (SO 2 ) OSSIDI DI AZOTO (NO X ) + UMIDITÀ DELL ARIA H 2 SO 4 HNO 2 HNO 3 PIOGGE ACIDE L INQUINAMENTO ATMOSFERICO Negli impianti che utilizzano combustibili fossili non si genera solo energia, ma vengono liberati nell aria anche vapor acqueo e anidride carbonica. Inoltre, dato che il combustibile non brucia mai completamente, oltre all anidride carbonica vengono emessi gas che sono inquinanti, quali l ossido di carbonio, il metano e altri idrocarburi, oltre che ossidi di azoto e di zolfo. Una elevata concentrazione di questi gas nell atmosfera causa la formazione dello smog fotochimico, delle piogge acide ed è responsabile dell aumento del naturale effetto serra del pianeta. Ulteriori sostanze nocive, sono emesse dai motori delle automobili. Tra queste i composti organici volatili COV, le particelle sospese, solide e liquide, che possono trasportare anche piombo, e gli idrocarburi aromatici quali il benzene. Questi inquinanti soprattutto nelle città sono responsabili di gravi fenomeni di inquinamento localizzato e possono provocare danni alla salute dell uomo. Altre forme di inquinamento atmosferico sono provocate da vari processi industriali oppure dall uso di particolari sostanze, per esempio i clorofluorocarburi (CFC), presenti ancora nei circuiti i Lo smog fotochimico Per smog fotochimico si intende la presenza nell aria di alte concentrazioni di ozono e altre sostanze inquinanti. La formazione dello smog fotochimico è dovuta a reazioni chimiche che avvengono per azione delle radiazioni solari (da cui il termine fotochimico) sulle molecole degli ossidi di azoto e carbonio, e sui composti organici volatili. Gli inquinanti fotochimici e l ozono in particolare producono danni alla vegetazione, sono all origine del deterioramento dei monumenti, di libri e documenti cartacei, e sono nocivi alla salute umana.

26 22 i L effetto serra La Terra è circondata da un involucro gassoso, l atmosfera, costituita da una miscela di gas (azoto 76%, ossigeno 22%, argon 1,3%, anidride carbonica 0,03% e vapor acqueo in quantità variabili ma inferiori allo 0,3%). Grazie alla presenza di questi gas è stato possibile l origine e lo sviluppo delle forme viventi sul pianeta. L effetto serra è quel fenomeno che garantisce che sulla superficie della Terra la temperatura mantenga i valori ottimali per l evoluzione della vita. La terra assorbe i raggi del Sole e li riemette verso l alto sottoforma di energia termica. Una parte di questa energia termica è assorbita dalle molecole di vapore acqueo e anidride carbonica, che intrappolano in questo modo, come i vetri di una serra, il calore proveniente dal sole. Questi gas, detti appunto gas serra, garantiscono un equilibrio termico tale da consentire la vita sulla Terra. Senza l effetto serra la Terra sarebbe molto più fredda (avrebbe una temperatura media di circa 30 gradi centigradi inferiore a quella attuale che è di 15 C). L anidride carbonica, oltre ad intervenire in numerosi processi biologici quali la fotosintesi clorofilliana, attraverso la quale viene utilizzata dalle piante verdi come alimento, contribuisce a regolare il naturale effetto serra del pianeta. La quantità di anidride carbonica ottimale è garantita dalla presenza di piante verdi, in particolare dalle grandi foreste, e attraverso l assorbimento da parte degli oceani. Un aumento di anidride carbonica nell atmosfera, causato soprattutto dagli impianti di produzione di energia e dalla deforestazione incontrollata, provoca un graduale aumento dell effetto serra con conseguente riscaldamento del pianeta e possibili mutamenti del clima, con effetti quali la desertificazione, lo scioglimento dei ghiacciai e l aumento del livello del mare. Oltre all anidride carbonica esistono altri gas serra quali il metano (CH 4 ), il protossido di azoto (N 2 O), i clorofluorocarburi (CFC) e gli halons che non sono direttamente imputabili alla produzione di energia ma ad alcune produzioni industriali, agli allevamenti, alle coltivazioni, alle discariche ecc.. Dall epoca della rivoluzione industriale in poi, il contenuto di anidride carbonica nell atmosfera è del 30% più elevato, il metano del 145%. L EFFETTO SERRA i I danni alla salute dell uomo L inquinamento atmosferico provoca danni alla salute dell uomo e delle altre specie viventi. Gli ossidi di zolfo e azoto inalati in quantità elevate possono provocare danni all apparato respiratorio. L ossido di carbonio una volta inalato raggiunge gli alveoli polmonari e passa così nel sangue riducendone la capacità di portare ossigeno ai tessuti. Questo può provocare danni sul sistema nervoso, cardiovascolare e muscolare. Il piombo, una volta assorbito per inalazione, entra nel circolo sanguigno e si distribuisce in quantità decrescenti nelle ossa, nel fegato, nei reni, nei muscoli, e nel cervello. Questo può causare principalmente anemie e danni al sistema nervoso. Tra i composti organici volatili i più tossici sono quelli aromatici tra cui il benzene che può procurare danni al sistema nervoso e di cui è stato accertato il potere cancerogeno sull uomo. L ozono L ozono è un gas normalmente presente nell atmosfera, sia in prossimità del suolo (troposfera) che negli strati più alti tra i 15 e i 60 chilometri di quota (stratosfera). Nella troposfera l ozono si forma per effetto delle radiazioni solari sulle molecole di ossigeno. Nella stratosfera, invece, l ozono si forma continuamente, per effetto delle radiazioni ultraviolette solari sulle molecole di ossigeno. Qui va a costituire un vasto strato gassoso che, agendo da schermo, assorbe le radiazioni ultraviolette nocive provenienti dal sole. Le attività umane possono alterare questi equilibri. Infatti, attraverso complesse reazioni fotochimiche in cui intervengono gli ossidi di azoto e gli idrocarburi provenienti dagli scarichi delle automobili, si produce un aumento della concentrazione dell ozono troposferico. L ozono dunque non viene emesso come tale dalle attività umane, ma è un inquinante secondario le cui concentrazioni tendono ad aumentare durante i periodi caldi e soleggiati dell anno. Un eccesso di ozono al suolo danneggia la vegetazione, ma anche manufatti quali tessuti e gomme, e contribuisce alla formazione delle piogge acide e delle foschie calde che determinano la formazione di cappe di smog sulle grandi città. Mentre l ozono stratosferico viene danneggiato dagli ossidi di azoto e da alcuni composti del cloro (CFC), contenuti nelle bombolette spray e nei vecchi modelli di frigorifero. Questi gas, una volta raggiunta la stratosfera, distruggono le molecole di ozono provocando un preoccupante assottigliamento dello strato protettivo, soprattutto in corrispondenza dei poli terrestri. È il fenomeno comunemente chiamato buco nell ozono. L assottigliamento dello strato di ozono fa sì che aumenti l intensità al suolo delle radiazioni ultraviolette emesse dal sole che possono essere nocive per la salute umana. Questo fenomeno crea allarmi soprattutto nel periodo estivo e durante le ore centrali della giornata, quando più ci si espone ai raggi solari e più intensa è la radiazione emessa. 23 LE ATTIVITÀ UMANE POSSONO CAMBIARE IL CLIMA DEL PIANETA La conseguenza ambientale più preoccupante dell aumento dell effetto serra è la possibilità che si verifichino cambiamenti globali di clima. È infatti accertato che a partire dalla rivoluzione industriale, intorno al 1800, si è verificato un aumento del naturale effetto serra del pianeta. Questa alterazione sembra influire sull equilibrio climatico della Terra. La preoccupazione maggiore non riguarda tanto il fatto che il clima possa cambiare a causa delle attività umane, quanto invece i tempi entro i cui i temuti cambiamenti climatici possono avvenire: tempi troppo ristretti

27 24 25 perché gli ecosistemi viventi e l ambiente possano naturalmente adattarsi a tali cambiamenti. Per valutare le informazioni scientifiche disponibili sui cambiamenti climatici, nel 1988 fu istituita una Commissione Scientifica Intergovernativa sui Cambiamenti Climatici, IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), costituita da alcune centinaia di scienziati. COSA SI PREVEDE PER LA TERRA? Pur segnalando un largo margine di incertezza l IPCC ha comunque ipotizzato che, senza specifiche politiche e misure per mitigare i cambiamenti climatici, la temperatura media della Terra aumenterà di circa 3 gradi entro il Questo aumento non sarà uniforme, sarà più alto ai poli e meno marcato nelle zone equatoriali e potrà modificare il regime delle piogge. Questo significherebbe per alcune regioni la riduzione delle risorse idriche e l aumento della siccità, con conseguente rischio di desertificazione, mentre per altre significherebbe il fenomeno opposto, crescita delle piogge, degli uragani e delle inondazioni. È previsto anche un innalzamento del livello del mare valutato tra i 50 e i 100 centimetri entro il 2100, con l allagamento e l erosione di vaste aree costiere oggi intensamente popolate. L aumento delle temperature avrà anche effetti sulla salute, il più preoccupante è il rischio di diffusione, anche nelle zone temperate, di malattie infettive tipiche delle zone tropicali. E IN ITALIA? I cambiamenti climatici comportano anche per l Italia conseguenze negative. Potrebbe, infatti, verificarsi una aridificazione delle regioni centromeridionali, l infiltrazione salina di alcune falde con conseguente modificazione della produttività agricola. È previsto un aumento delle precipitazioni soprattutto nelle regioni centrosettentrionali, con crescite delle portate dei fiumi e la possibilità di eventi alluvionali. L aumento della frequenza delle inondazioni e dell erosione delle coste avrà conseguenze soprattutto per il Delta del Po e per la laguna di Venezia, che potrebbe essere soggetta molto più spesso al fenomeno dell acqua alta. Nell ultimo secolo, il Mediterraneo si è innalzato di circa 15 centimetri, mentre a Venezia il livello dell acqua si è alzato di oltre 23 centimetri, anche a causa del lento abbassarsi della città. L innalzamento del livello del mare, tra i centimetri entro il 2050, è destinato a produrre effetti soprattutto sulla fascia costiera: oltre alla riduzione delle spiagge, si prevede la riduzione dei terreni agricoli e la perdita di zone umide di acqua dolce che hanno notevole importanza per la pesca. UNO SGUARDO AL FUTURO VERSO LO SVILUPPO SOSTENIBILE Negli anni 70 con I limiti dello sviluppo del Club di Roma si iniziò a parlare del conflitto tendenziale tra crescita economica e demografica e ambiente. Negli stessi anni aumenta la consapevolezza della dimensione planetaria della questione ambientale che ha portato allo sviluppo delle iniziative per la difesa dell ambiente globale e locale, e alla nascita delle associazioni ambientaliste e delle NGO (Non Governmental Organizations). Per molto tempo la contrapposizione tra ambiente e sviluppo è sembrata non avere possibili soluzioni. Ma negli anni 80 cominciò a farsi strada un idea, quella dello sviluppo sostenibile, che individua una sintesi possibile del conflitto ambientale. Nel 1987 il concetto di sviluppo sostenibile trovò una adeguata espressione e diffusione con il rapporto Brundtland, della Commissione Mondiale per l Ambiente e lo Sviluppo, che lo definì come lo sviluppo capace di soddisfare i bisogni del presente senza compromettere la capacità delle future generazioni di soddisfare i loro propri bisogni. Questa non è l unica definizione accreditata, ma è stato il punto di partenza di un intenso percorso che ha portato a un fiorire di studi, promossi soprattutto dalle associazioni ambientaliste e dagli ambienti della ricerca, volti a dimostrare che gli attuali problemi ambientali sono la conseguenza di un uso eccessivo e inappropriato delle risorse naturali. Vi è stata anche una presa di coscienza a livello politico che si è tradotta in una serie di accordi presi a livello internazionale. COSA PROPONGONO LE ASSOCIAZIONI AMBIENTALISTE Negli ultimi anni diverse sono state le ricerche e gli studi intorno alla tesi che l umanità sta usando le risorse del pianeta al di sopra delle sue capacità di carico. E attraverso la definizione di concetti quali lo Spazio Ambientale e l Impronta Ecologica cercano anche di stabilire qual è il livello di consumo di beni che può essere considerato sostenibile per un ecosistema. La capacità di carico, Carring Capacity, è un concetto sviluppato per valutare qual è la massima popolazione che può sopportare un determinato ambiente o ecosistema senza che venga compromesso. Si esprime come numero di individui per unità di superficie. La Carring capacity dell ecosistema globale stabilisce i limiti allo sviluppo. Ci dice che se vogliamo vivere in modo sostenibile dobbiamo essere sicuri che il nostro utilizzo di prodotti e processi della natura non sia più rapido del tempo che è loro necessario per rinnovarsi, e che il carico inquinante non deve essere superiore alla capacità di assorbimento e di adattamento del sistema. Lo Spazio Ambientale è definito come il quantitativo di risorse, energia, acqua, territorio, materie prime non rinnovabili e legname che può essere consumato da ogni persona rispettando l ambiente e i diritti degli altri esseri umani. Questa metodologia introduce il principio di equità, secondo cui ogni abitante della Terra ha diritto di accesso ad uno stesso quantitativo di spazio ambientale, o quota di risorse. Questo significa che l uso di risorse fatto dai paesi più industrializzati deve ridursi drasticamente per consentire una crescita equa ai paesi in via di sviluppo senza ulteriormente superare la capacità del pianeta di rigenerarsi e di assorbire l inquinamento. La teoria dello spazio ambientale viene anche utilizzata per valutare la sostenibilità delle politiche nel campo ambientale ed energetico. Il concetto di Impronta Ecologica consente di misurare la superficie del territorio necessaria a supportare a lungo termine i consumi di un individuo, di un gruppo o di un determinato sistema socio-economico, come una città, una regione, uno stato o un continente. I calcoli dimostrano che l attuale consumo di prodotti agricoli, fibra di legno e combustibili fossili comporta una impronta ecologica che eccede la quantità di terra ecologicamente produttiva di quasi il 30%. In altre parole, avremmo bisogno di un pianeta Terra del 30% più grande (o ecologicamente produttivo) per sopportare gli attuali consumi senza impoverire gli ecosistemi. Per un italiano medio l Impronta ecologica è di 3,11 ettari, di cui 2,21 ettari di sistemi ecologici terrestri, e 0,9 ettari di sistemi produttivi marini. I 2,21 ettari sono una superficie produttiva oltre cinque volte quella disponibile entro il territorio nazionale, che ammonta a 0,44 ettari pro capite. Questo è un modo di dire che l Italia dipende largamente dalle risorse di altri paesi. Altri studi hanno messo a punto i concetti di Zaino ecologico e di MIPS (Intensità di Materiale per Unità di Servizio) per dare un idea del quantitativo di risorse impiegato per realizzare una unità di servizio. Per far fronte agli eccessivi consumi di beni ed energia si sta riesaminando il modello di sviluppo dei paesi avanzati in favore di una maggiore Eco-Efficienza, di un maggior uso di tecnologie ambientalmente vantaggiose e di tecnologie pulite. Viene anche promosso lo sviluppo di processi favorevoli alla Dematerializzazione del ciclo produzione-consumo. In ambienti della Unione Europea si studiano modelli di eco-efficienza con l obiettivo del Fattore 10 per migliorare l uso di energia, territorio e risorse per ogni unità di prodotto.

28 26 27 GLI IMPEGNI INTERNAZIONALI La consapevolezza della necessità di dover affrontare i problemi dell ambiente unitamente, alla necessità di dover garantire un più equo sviluppo sociale ed economico, si è tradotta in impegno politico anche a livello internazionale. i I percorsi dello sviluppo sostenibile 1979 A Ginevra viene firmata la convenzione sull inquinamento atmosferico regionale o transfrontaliero, varata per affrontare i problemi legati all acidificazione, eutrofizzazione e smog fotochimico Protocollo di Montreal. Ampliato nel 1996 impegna i paesi firmatari ad eliminare gradualmente l utilizzo e la produzione delle sostanze che riducono lo strato di ozono stratosferico Convenzione di Basilea per controllare internazionalmente i movimenti transfrontalieri ed eliminare i rifiuti pericolosi per la salute umana e l ambiente Inizia la campagna dell ICLEI (Consiglio Internazionale per le Iniziative Ambientali Locali) Città per la protezione del clima, che offre sovvenzioni e assistenza tecnica alle città e ai paesi che aderiscono, per sostenere programmi e politiche che migliorano l efficienza energetica e che si traducono in riduzioni delle emissioni di gas a effetto serra A Rio de Janeiro si è tenuta la Conferenza Mondiale sull Ambiente e lo Sviluppo. In quell occasione è stata approvata la Dichiarazione di Rio sull Ambiente e lo Sviluppo, l Agenda 21 e sono state firmate le Convenzioni sui Cambiamenti Climatici, sulla Biodiversità e gettate le premesse per quella contro la Desertificazione Entra in vigore la Convezione sulla Diversità Biologica che obbliga i paesi a proteggere le specie animali e vegetali Entra in vigore l Accordo sugli Stock Ittici che regola la pesca in mare Entra in vigore la Convenzione per la Lotta alla Desertificazione Alla conferenza di Kyoto i paesi firmatari della Convenzione di Rio sui Cambiamenti Climatici definiscono un protocollo che stabilisce tempi ed entità della riduzione delle emissioni di gas serra entro il 2012 e individua esplicitamente le politiche e le azioni operative che si dovranno sviluppare Viene istituito un Forum Intergovernativo sulle Foreste Convenzione di Stoccolma per l eliminazione degli inquinanti organici non degradabili Gotborg. Il consiglio d Europa adotta una strategia coesiva per uno sviluppo economicamente, socialmente ed ecologicamente sostenibile New York. L Unione Europea ratifica il Protocollo di Kyoto Nairobi. L Unione Europea ratifica il Protocollo sulla Biosicurezza Johannesburg. A 10 da Rio si è tenuto il Summit Mondiale sullo Sviluppo Sostenibile. Vengono messi in risalto i problemi sociali ed economici mentre scendono in secondo piano quelli ambientali. La tappa fondamentale è stata il Vertice della Terra tenutosi a Rio de Janeiro nel 1992, dove il programma dello sviluppo sostenibile viene assunto, anche a livello governativo, come percorso obbligato per la sopravvivenza del pianeta. La conferenza di Rio Nel giugno del 1992 a Rio de Janeiro si è tenuta la Conferenza Mondiale sull Ambiente e lo Sviluppo a cui hanno partecipato i rappresentanti dei governi dei paesi di tutto il mondo e delle Organizzazioni Non Governative (ONG). A Rio si sono discussi i problemi ambientali del pianeta e i loro legami con i problemi dello sviluppo sociale ed economico. La Conferenza ha approvato la Dichiarazione di Rio sull Ambiente e lo Sviluppo, con cui gli Stati si sono impegnati a tutelare l ambiente e a perseguire lo sviluppo sostenibile. A Rio sono state firmate le Convenzioni sui Cambiamenti Climatici e sulla Biodiversità, e gettate le premesse per quella contro la Desertificazione. Firmando queste Convenzioni gli stati si sono impegnati ad adottare programmi e misure finalizzate alla prevenzione, controllo e mitigazione degli effetti delle attività umane sul pianeta. Tra i documenti prodotti a Rio, particolare importanza ha l Agenda 21, un ampio e articolato programma di azioni per lo sviluppo sostenibile del pianeta da qui al 21 secolo. i Le Agende 21 locali: il ruolo delle città Una agenda 21 locale può essere descritta come uno sforzo comune, all interno di una città, per raggiungere il massimo del consenso tra tutti gli attori sociali, riguardo la definizione e l attuazione di un Piano di azione ambientale che guardi al 21 secolo. L ambiente urbano è un territorio particolarmente critico per quanto riguarda l inquinamento legato al sistema energetico. Oltre i 2/3 della popolazione umana vive nelle città ed è qui esposta a miscele di agenti fisici e chimici dannosi alla salute. Inoltre la città consuma spesso in modo inefficiente, grandi quantità di materie prime, energia e acqua che preleva in territori esterni, a volte anche molto lontani. E proprio perché è una consumatrice inefficiente, la città produce emissioni e rifiuti che non è in grado di contenere o riutilizzare, ma che esporta in aree esterne ai suoi confini. Il ruolo della città è stato l oggetto della Conferenza Internazionale sugli Insediamenti Urbani, Habitat II, organizzata dalle Nazioni Unite a Istanbul nel giugno 1996, a cui hanno partecipato delegati dei governi, affiancati da un forum di Organizzazioni Non Governative. Dalla Conferenza di Istanbul è emerso che le città possono assumere un ruolo chiave nella transizione verso uno sviluppo sostenibile, poiché sono il luogo dove va ripensato in modo realistico e concreto un diverso rapporto fra sviluppo e ambiente. In particolare è stato sottolineato che bisogna partire dalle esigenze dei cittadini e che bisogna favorire la loro partecipazione nelle scelte di politica ambientale locale, per poter formulare le migliori strategie per riqualificare da un punto di vista ambientale e sociale le aree urbane. In quest ottica le Agende 21 locali diventano l occasione per lanciare programmi di rinnovo edilizio nei centri e nelle periferie urbane, miranti a risparmiare e riciclare risorse naturali, garantire l accessibilità con mezzi pubblici non inquinanti, migliorare la convivenza sociale e la qualità della vita di tutti. Vedono così la luce programmi innovativi di gestione dei rifiuti, utilizzo di energie rinnovabili, integrazione tra aree urbane e aree naturali. La conferenza di Kyoto I Paesi firmatari della Convenzione di Rio sui Cambiamenti Climatici si sono riuniti più volte. Un appuntamento importante è stata la Conferenza di Kyoto nel dicembre 1997, in cui è stato definito un protocollo, che impegna i paesi firmatari a ridurre complessivamente entro il 2012, del 5,2% rispetto ai livelli del 1990, le principali emissioni di gas capaci di alterare il naturale effetto serra del pianeta. Nessun tipo di limitazione di gas serra viene previsto per i paesi in via di sviluppo, perché tale vincolo rallenterebbe o condizionerebbe la loro crescita. Il protocollo ribadisce, comunque, la necessità di trasferire tecnologie e di costruire capacità anche in questi paesi. Inoltre impegna i paesi firmatari alla protezione ed estensione delle foreste per favorire l assorbimento delle emissioni di anidride carbonica.

29 28 i Percentuale di riduzione di gas serra entro il 2012 rispetto ai livelli del 1990 Mondo 5,2% Unione Europea 8% Russia 0% Stati Uniti 7% Giappone 6% Italia 6,5% Paesi in via di sviluppo nessuna limitazione I gas di cui bisogna ridurre le emissioni l anidride carbonica, prodotta dall impiego dei combustibili fossili in tutte le attività generiche industriali, oltreché nei trasporti; il protossido di azoto, gli idrofluorocarburi, i perfluorocarburi e l esafloruro di zolfo impiegati nelle industrie chimiche manifatturiere; il metano, prodotto dalle discariche dei rifiuti, dagli allevamenti zootecnici e dalle coltivazioni di riso. Le politiche e le azioni operative che si dovranno sviluppare per ridurre le emissioni sono: migliorare l efficienza tecnologica e ridurre i consumi energetici nel settore termoelettrico, nel settore dei trasporti e in quello abitativo e industriale; promuovere azioni di riforestazione per incrementare le capacità del pianeta di assorbimento dei gas serra; promuovere forme di gestione sostenibile di produzione agricola; incentivare la ricerca, lo sviluppo e l uso di nuove fonti di energie rinnovabili; limitare e ridurre le emissioni di metano dalle discariche di rifiuti e dagli altri settori energetici; applicare misure fiscali appropriate per disincentivare le emissioni di gas serra. Ad oggi il protocollo di Kyoto non è ancora stato ratificato da tutti gli stati che lo proposero nonostante le varie modifiche apportate per farlo diventare uno strumento economicamente conveniente. Infatti le misure nazionali sono state integrate da strumenti di cooperazione tra paesi. I meccanismi di flessibilità dovrebbero agevolare la diffusione di tecnologie ad alta efficienza nei paesi in via di sviluppo, consentendo ai paesi industrializzati di acquisire crediti di emissione commerciabili o iscrivibili nei propri registri di contabilità nazionale delle emissioni. Ad oggi, Stati Uniti e Autralia hanno abbandonato i negoziati, mentre l adesione ancora incerta della Russia ne determinerebbe l entrata in vigore. Comunque il solo fatto di essere arrivati ad un testo di accordo ha prodotto rilevanti conseguenze economiche e organizzative nel settore dell energia. In particolare l Unione Europea e quindi anche l Italia, ha da subito recepito le indicazioni del protocollo Johannesburg: a 10 anni da Rio A 10 anni da Rio nel 2002 si è tenuto a Johannesburg il Summit Mondiale sullo Sviluppo Sostenibile. In tale occasione è emerso che nonostante i progressi riscontrabili (vedi tab. Un bilancio degli ultimi 10 anni), l effettivo grado di attuazione degli impegni di Rio è insoddisfacente. Gli obietivi dell Agenda 21 non sono stati pienamente realizzati, le condizioni dell ambiente risultano peggiorate e non vi è stata l auspicata inversione di tendenza sui modelli di produzione e consumo. A Johannesburg il tema centrale non è stato l ambiente ma le problematiche sociali ed economiche legate allo sviluppo, in particolare la riduzione della povertà. Il summit di Johannesburg si è concluso con l adozione di tre importanti documenti: la Dichiarazione sullo sviluppo sostenibile, una dichiarazione politica con nuovi impegni per lo sviluppo sostenibile; un Piano di implementazione dell agenda 21; e una Lista di iniziative per azioni specifiche. i Un bilancio degli ultimi 10 anni: più di 6000 città hanno creato la loro Agenda 21 locale ; numerosi Paesi hanno preparato le agende 21 nazionali; numerose imprese hanno adottato i principi dello sviluppo Sostenibile prendendo in considerazione fattori di ordine economico, sociale ed ambientale; La Conferenza su Popolazione e Sviluppo (Cairo 1994), Il Vertice sullo Sviluppo Sociale (Copenhagen 1995), la Conferenza Internazionale sulla Donna (Pechino 1995), la Conferenza sugli Insediamenti Urbani, habitat II (Istanbul 1996), hanno consolidato l impegno alla lotta per la diminuzione delle povertà e per lo sviluppo sociale; La struttura Globale per l Ambiente è diventata la principale fonte di prestiti per i paesi in via di sviluppo e in transizione per sostenere progetti globali sull ambiente; Le Convenzioni sui Cambiamenti Climatici, sulla Biodiversità e sui rifiuti nocivi, l accordo sugli stock ittici, l istituzione di un forum sulle foreste, l ampliamento del protocollo di Montreal per la protezione dello strato dell ozono stratosferico, mostrano l impegno internazionale per la difesa dell ambiente. GLI IMPEGNI DELL ITALIA L Italia ha dato il via all attuazione dell Agenda 21 approvando il Piano Nazionale per lo Sviluppo Sostenibile con la delibera CIPE (Comitato Interministeriale per la Programmazione Economica) del 28 dicembre Questo ha comportato una evoluzione del quadro legislativo e normativo in materia energetico-ambientale, anche perché l Italia, in quanto membro dell Unione Europea, è vincolata a recepire le direttive comunitarie. Il quadro legislativo energetico ambientale in Italia A livello europeo il VI programma quadro di ricerca e sviluppo fissa gli obiettivi e le priorità che fanno parte della strategia comunitaria per lo sviluppo sostenibile e per le politiche ambientali. La Commissione Mediterranea per lo Sviluppo Sostenibile istituita nel 1995 ha il mandato di avviare attività connesse alla promozione dello sviluppo sostenibile nella regione. Il Programma stralcio di tutela ambientale, approvato con decreto del Ministero dell Ambiente il 28 maggio 1998, individua gli strumenti per promuovere lo sviluppo sostenibile, far fronte ai cambiamenti climatici, riformare la gestione dei rifiuti, risanare il territorio, le aree urbane e le acque, conservare e valorizzare il patrimonio naturale e la biodiversità, il mare, le coste e le isole minori. La delibera CIPE 2 del Linee guida per le politiche e misure nazionali di riduzione delle emissioni dei gas serra definisce le politiche e le misure nazionali per rispondere agli impegni assunti firmando il protocollo di Kyoto sulla riduzione delle emissioni dei gas serra. Con la legge 344/97 il governo si impegna a sviluppare e adottare misure per favorire la sostenibilità ambientale. La legge fornisce supporto tecnico e organizzativo allo sviluppo di tecnologie pulite e alla sostenibilità urbana. Definisce misure per il miglioramento della progettazione ambientale e per la formazione di nuove figure di tecnici e operatori per l ambiente. Istituisce un marchio per la qualità ecologica per favorire le produzioni sostenibili. Prevede inoltre il rafforzamento dell informazione e dell educazione ambientale. 29

30 30 Nel 2002 l Italia ratifica come membro dell Unione Europea il protocollo di Kyoto. Oltre a definire un quadro legislativo entro cui operare, il governo italiano ha promosso diverse iniziative, come le politiche fiscali e tariffarie e gli incentivi economico/finanziari, finalizzate a promuovere lo sviluppo sostenibile e nuovi modelli di consumo presso istituzioni, operatori pubblici e privati e i singoli cittadini. Ne citiamo alcune a completamento di quelle riportate nella prima parte dell opuscolo. Per promuovere una Città sostenibile ricordiamo la legge 344 del 1997 che prevede l istituzione, da parte del Ministero dell Ambiente, di premi e incentivi alle città che danno attuazione alle politiche ambientali nella direzione della sostenibilità. I Contratti di quartiere, con cui lo Stato, attraverso il Ministero dei Lavori Pubblici, ha messo a disposizione dei comuni fondi per la realizzazione di interventi di recupero urbano nelle aree periferiche degradate. I Piani di riqualificazione urbana, con cui il Ministero dei Lavori Pubblici finanzierà un numero considerevole di Comuni per operare interventi di riqualificazione urbana. Ricordiamo anche i finanziamenti messi a disposizione con il V e VI Programma quadro di Ricerca e sviluppo dell Unione Europea, per progetti che hanno come obiettivo lo sviluppo sostenibile. Per disincentivare l uso dei combustibili tradizionali l Italia ha adottato, tra i primi in Europa, la cosiddetta Carbon Tax (DPCM n. 11 del 15 gennaio 1999) che tassa i consumi dei prodotti derivanti dai combustibili fossili in proporzione al loro contenuto di carbonio. Le entrate verranno impiegate anche per progetti diretti al risparmio energetico. Finalizzato invece ad informare il consumatore, oltre l etichetta energetica di cui abbiamo già parlato, è il marchio Ecolabel (ecoetichetta): un marchio europeo che indica un prodotto compatibile con l ambiente. Ha per simbolo una margherita con le stelle come petali e la E di Europa al centro. Inoltre, per far fronte alle cresciute esigenze di salvaguardia ambientale, il governo ha individuato nuovi profili professionali, come: l Energy manager, responsabile per l uso razionale dell energia nei settori dell industria, della pubblica amministrazione, dei trasporti e del terziario; il Mobility Manager, responsabile della mobilità aziendale per ottimizzare gli spostamenti casa-lavoro dei dipendenti in modo da ridurre l uso dell auto privata, contribuendo così al miglioramento dei fenomeni di congestione del traffico. Risparmiare energia e proteggere l ambiente. Perseguire un modello di sviluppo che sia sostenibile non è sicuramente una cosa semplice. Ma certamente uno sforzo congiunto tra cittadini e istituzioni potrà rendere meno difficile il cammino. i Per maggiori informazioni: Siti web: ONU, Organizzazione Nazioni Unite: CCP, Cities for Climate Protection: org/co2 ENEA, Ente per le Nuove tecnologie e l Ambiente: FOE, Friends of Earth: IPCC, International Panel on Climate Change: IISD, International Institute for Sustainable Development: Club di Kyoto: Testi: Sviluppo Sostenibile, Alessandro Lanza, Il Mulino Verso un Europa Sostenibile, Amici della Terra, Maggioli Editore Futuro Sostenibile, Wuppertal Institut, Editrice Missionaria L Impronta Ecologica, M. Wackernagel, W. Rees, Edizioni ambiente, Milano Fattore 4, E.U. von Weizsacker et al., Edizioni ambiente, Milano Per un libro verde sullo Sviluppo Sostenibile, a cura di A. Federico, Enea, Roma 1998 L ENEA pubblica altri opuscoli sulle scelte più convenienti che tutti noi possiamo adottare per risparmiare energia e proteggere l ambiente. Potete richiedere gratuitamente gli opuscoli che vi interessano a: ENEA-Unità RES RELPROM Lungotevere Thaon di Revel, Roma - Fax

31 EDITO DA: ENEA - LUNGOTEVERE THAON DI REVEL, ROMA - MAGGIO DESIGN: S V I L U P P O S O S T E N I B I L E G

32 SVILUPPO SOSTENIBILE L ENERGIA FOTOVOLTAICA EDITO DA: ENEA - LUNGOTEVERE THAON DI REVEL, ROMA - LUGLIO DESIGN: EDIZIONI ALTEA S.R.L. - STAMPA: PRIMAPRINT (VITERBO) S V I L U P P O S O S T E N I B I L E G

33 3 sommario L ENERGIA FOTOVOLTAICA CURIOSITÀ: Energia Fotovoltaica INFORMAZIONI: Le fonti rinnovabili di energia ENERGIA DAL SOLE CURIOSITÀ: Effetto fotoelettrico Ma quanta energia ci arriva dal sole? L energia utile UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO Il generatore fotovoltaico Il sistema di condizionamento e controllo della potenza INFORMAZIONI: La cella LE APPLICAZIONI DEGLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI Impianti isolati (stand-alone) Impianti collegati alla rete (grid-connected) Gli impianti integrati negli edifici QUANTA ENERGIA PRODUCE UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO? DOVE E COME POSIZIONARE UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO DIMENSIONI E COSTI Facciamo un esempio Che dimensioni dovrà avere l impianto? Quanto costa il chilowattora? I BENEFICI AMBIENTALI ALCUNE RACCOMANDAZIONI L ENERGIA FOTOVOLTAICA Gli impianti fotovoltaici consentono di trasformare, direttamente e istantaneamente, l energia solare in energia elettrica senza l uso di alcun combustibile. Producono elettricità là dove serve, non richiedono praticamente manutenzione, non danneggiano l ambiente e offrono il vantaggio di essere costruiti su misura, secondo le reali necessità dell utente. Il costo per la realizzazione di un impianto è ancora piuttosto elevato, ma installare un impianto fotovoltaico diventa economicamente conveniente quando intervengono forme di incentivazione finanziaria da parte dello Stato come è avvenuto negli anni passati con il programma Tetti fotovoltaici e come sta avvenendo adesso con il Conto energia. i Le fonti rinnovabili di energia CURIOSITÀ Energia Fotovoltaica (FV) significa letteralmente elettricità prodotta dalla luce ; foto deriva dal greco phos che significa luce, e Volt dallo scienziato italiano Alessandro Volta inventore della pila. INFORMAZIONI Le fonti rinnovabili di energia sono quelle fonti che, a differenza dei combustibili fossili, possono essere considerate virtualmente inesauribili e che hanno un impatto sull ambiente trascurabile. Comprendono l energia solare e quelle che da essa derivano: l energia idraulica, eolica, delle biomasse, delle onde e delle correnti. Inoltre, sono considerate tali anche l energia geotermica, i rifiuti e l energia dissipata sulle coste dalle maree. Con opportune tecnologie le fonti rinnovabili di energia possono essere convertite in energia secondaria utile che può essere termica, elettrica, meccanica e chimica. Le fonti rinnovabili di energia sono uno degli strumenti individuati a livello internazionale sia per raggiungere l obiettivo di riduzione delle emissioni di gas serra previsto dal Protocollo di Kyoto che per ridurre la dipendenza economica dai paesi produttori di petrolio. Per promuoverne la diffusione, l Unione Europea ha fissato l obiettivo, da raggiungere entro il 2010, di una produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili pari al 22% del consumo totale. L Italia, come Stato membro, ha adottato le direttive europee e a partire dagli anni 90 promuove sistemi di incentivazione economica. LA MANUTENZIONE GLI INCENTIVI STATALI INFORMAZIONI: Il Conto Energia Cosa è il Conto Energia? Chi può beneficiare della tariffa incentivante? Quanto è l incentivo e per quanto tempo? Come e quando presentare la domanda? Come vengono pagati gli incentivi? Chi paga il Conto Energia? Per saperne di più PRODUZIONE DI ENERGIA PER FONTE RINNOVABILE, ITALIA 2004 eolico e solare 2,7% idroelettrico 57,8% geotermia 9% biomassa e rifiuti 30,5% PRODUZIONE DI ELETTRICITÀ PER FONTE RINNOVABILE, ITALIA 2004 FV 0,05% eolico 3,40% idroelettrico 76,48% geotermia 10,06% biomasse e RSU 10,01%

34 4 5 ENERGIA DAL SOLE La tecnologia fotovoltaica consente di trasformare, direttamente e istantaneamente, l energia solare in energia elettrica senza l uso di alcun combustibile. FLUSSO DI ENERGIA FRA IL SOLE, L ATMOSFERA E LA SUPERFICIE TERRESTRE Essa sfrutta il cosiddetto effetto fotoelettrico, cioè la capacità che hanno alcuni semiconduttori opportunamente trattati, drogati, di generare elettricità se esposti alla radiazione luminosa. CURIOSITÀ Conosciuto fin dalla prima metà del XIX secolo, l effetto fotoelettrico ha visto la sua prima applicazione commerciale nel 1954 quando, nei laboratori della BELL, fu realizzata la prima cella fotovoltaica in silicio monocristallino. 25% riflessa dall atmosfera MA QUANTA ENERGIA CI ARRIVA DAL SOLE? All interno del sole, a temperature di alcuni milioni di gradi centigradi, avvengono incessantemente reazioni termonucleari di fusione che liberano enormi quantità di energia sottoforma di radiazioni elettromagnetiche. Una parte di questa energia, dopo aver attraversato l atmosfera, arriva al suolo con un intensità di circa 1.000W/m 2 (irraggiamento al suolo in condizioni di giornata serena e Sole a mezzogiorno). Questo enorme flusso di energia che arriva sulla Terra è pari a circa volte l attuale consumo energetico mondiale. Di questa energia, però, solo una parte può essere utilizzata dagli impianti fotovoltaici. L ENERGIA UTILE La quantità di energia solare che arriva sulla superficie terrestre e che può essere utilmente raccolta da un dispositivo fotovoltaico dipende dall irraggiamento del luogo. L irraggiamento è, infatti, la quantità di energia solare incidente su una superficie unitaria in un determinato intervallo di tempo, tipicamente un giorno (kwh/m 2 /giorno). Il valore istantaneo della radiazione solare incidente sull unità di superficie viene invece denominato radianza (kw/m 2 ). L irraggiamento è influenzato dalle condizioni climatiche locali (nuvolosità, foschia ecc..) e dipende dalla latitudine del luogo, cresce cioè quanto più ci si avvicina all equatore. In Italia, l irraggiamento medio annuale varia dai 3,6kWh/m 2 /giorno della pianura padana ai 4,7kWh/m 2 /giorno del centro Sud e ai 5,4kWh/m 2 /giorno della Sicilia. 5% riflessa dal terreno 25% assorbita dall atmosfera 18% diffusa nell atmosfera 27% direttamente assorbita dalla superficie della terra

35 6 7 Nel nostro paese, quindi, le regioni ideali per lo sviluppo del fotovoltaico sono quelle meridionali e insulari anche se, per la capacità che hanno di sfruttare anche la radiazione diffusa, gli impianti fotovoltaici possono essere installati anche in zone meno soleggiate. In località favorevoli è possibile raccogliere annualmente circa 2.000kWh da ogni metro quadrato di superficie, il che è l equivalente energetico di 1,5 barili di petrolio per metro quadrato. RADIAZIONE SOLARE DIRETTA MEDIA ANNUA NELL ITALIA MERIDIONALE MATERA kwh/m 2 NAPOLI kwh/m 2 BARI kwh/m 2 La cella si comporta come una minuscola batteria e nelle condizioni di soleggiamento tipiche dell Italia (1kW/m 2 ), alla temperatura di 25 C fornisce una corrente di 3A, con una tensione di 0,5V e una potenza pari a 1,5-1,7Wp In commercio troviamo i moduli fotovoltaici che sono costituiti da un insieme di celle. I più diffusi sono costituiti da 36 celle disposte su 4 file parallele collegate in serie. Hanno superfici che variano da 0,5 a 1m 2 e permettono l accoppiamento con gli accumulatori da 12Vcc nominali. Più moduli collegati in serie formano un pannello, ovvero una struttura comune ancorabile al suolo o ad un edificio. Più pannelli collegati in serie costituiscono una stringa. Più stringhe, collegate generalmente in parallelo per fornire la potenza richiesta, costituiscono il generatore fotovoltaico. GENERATORE FOTOVOLTAICO CAGLIARI kwh/m 2 PALERMO kwh/m 2 CATANZARO kwh/m 2 Cella Modulo UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO Un impianto fotovoltaico è essenzialmente costituito da un generatore, da un sistema di condizionamento e controllo della potenza e da un eventuale accumulatore di energia, la batteria, e naturalmente dalla struttura di sostegno. Pannello più moduli assemblati in una struttura comune Stringa insieme di pannelli collegati in serie IL GENERATORE FOTOVOLTAICO Il componente elementare di un generatore fotovoltaico è la cella. È lì che avviene la conversione della radiazione solare in corrente elettrica. Essa è costituita da una sottile fetta di un materiale semiconduttore, quasi sempre silicio opportunamente trattato, dello spessore di circa 0,3mm. Può essere rotonda o quadrata e può avere una superficie compresa tra i 100 e i 225cm 2. Generatore fotovoltaico insieme di stringhe collegate in parallelo per ottenere la potenza voluta

36 8 9 Dal punto di vista elettrico non ci sono praticamente limiti alla produzione di potenza da sistemi fotovoltaici, perché il collegamento in parallelo di più file di moduli, le stringhe, consente di ottenere potenze elettriche di qualunque valore. Il trasferimento dell energia dal sistema fotovoltaico all utenza avviene attraverso ulteriori dispositivi necessari a trasformare la corrente continua prodotta in corrente alterna, adattandola alle esigenze dell utenza finale. IL SISTEMA DI CONDIZIONAMENTO E CONTROLLO DELLA POTENZA È costituito da un inverter, che trasforma la corrente continua prodotta dai moduli in corrente alternata; da un trasformatore e da un sistema di rifasamento e filtraggio che garantisce la qualità della potenza in uscita. Trasformatore e sistema di filtraggio sono normalmente inseriti all interno dell inverter. È chiaro che il generatore fotovoltaico funziona solo in presenza di luce solare. L alternanza giorno/notte, il ciclo delle stagioni, le variazioni delle condizioni meteorologiche fanno sì che la quantità di energia elettrica prodotta da un sistema fotovoltaico non sia costante né al variare delle ore del giorno, né ne al variare dei mesi dell anno. Ciò significa che, nel caso in cui si voglia dare la completa autonomia all utenza, occorrerà o collegare gli impianti alla rete elettrica di distribuzione nazionale o utilizzare dei sistemi di accumulo dell energia elettrica che la rendano disponibile nelle ore di soleggiamento insufficiente. SCHEMA DI FUNZIONAMENTO DI UN GENERATORE FOTOVOLTAICO i INFORMAZIONI La cella La cella fotovoltaica è il componente elementare del sistema ed è costituita da una sottile fetta di un materiale semiconduttore, quasi sempre silicio, (l elemento più diffuso in natura dopo l ossigeno) di spessore pari a circa 0,3mm. Può essere rotonda o quadrata e può avere una superficie compresa tra i 100 e i 225cm 2. Il silicio che costituisce la fetta viene drogato mediante l inserimento su una faccia di atomi di boro (drogaggio p) e sull altra faccia con piccole quantità di fosforo (drogaggio n). Nella zona di contatto tra i due strati a diverso drogaggio si determina un campo elettrico; quando la cella è esposta alla luce, per effetto fotovoltaico, si generano delle cariche elettriche e, se le due facce della cella sono collegate ad un utilizzatore, si avrà un flusso di elettroni sotto forma di corrente elettrica continua. Attualmente il silicio, mono e policristallino, impiegato nella costruzione delle celle è lo stesso utilizzato dall industria elettronica, che richiede materiali molto puri e quindi costosi. Tra i due tipi il silicio policristallino è il meno costoso, ma ha rendimenti leggermente inferiori del monocristallino. Per ridurre il costo della cella sono in studio nuove tecnologie che utilizzano il silicio amorfo e altri materiali policristallini, quali il Seleniuro di Indio e Rame e il Tellurio di Cadmio. Una cella fotovoltaica di dimensioni 10x10 cm si comporta come una minuscola batteria, e nelle condizioni di soleggiamento tipiche dell Italia (1kW/m 2 ), alla temperatura di 25 C fornisce una corrente di 3A, con una tensione di 0,5V e una potenza pari a 1,5-1,7Watt di picco. L energia elettrica prodotta sarà, ovviamente, proporzionale all energia solare incidente, che come sappiamo varia nel corso della giornata, al variare della stagioni, e al variare delle condizioni atmosferiche, ecc. Luce solare Modulo Diodo di blocco (+) Regolatore di tensione Inverter Carico corrente alternata CONVERSIONE FOTOVOLTAICA DELL ENERGIA SOLARE Sole Griglia contatto frontale Fotoni Rivestimento trasparente (-) (+) Adesivo (-) Batteria Carico corrente continua Strato antiriflesso Elettrone Conversione della luce in elettricità Immagazzinamento dell elettricità Controllo e condizionamento della potenza Carico elettrico Lacuna Silicio di tipo N Silicio di tipo P Contatto posteriore

37 10 11 LE APPLICAZIONI DEGLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI Gli impianti fotovoltaici sono dunque sistemi che convertono l energia solare direttamente in energia elettrica. Le potenze generate da questi dispositivi variano da pochi a diverse decine di Watt, a seconda delle dimensioni e delle tecnologie adottate. Secondo il tipo di applicazione a cui l impianto è destinato, le condizioni di installazione, le scelte impiantistiche, il grado di integrazione nella struttura edilizia con cui si interfaccia, si distinguono varie tipologie di impianto. CASA ENERGETICAMENTE AUTOSUFFICIENTE segnaletica sulle strade, nei porti e negli aeroporti; alimentazione dei servizi nei camper; impianti pubblicitari, ecc. IMPIANTI COLLEGATI ALLA RETE (GRID-CONNECTED) Sono impianti stabilmente collegati alla rete elettrica. Nelle ore in cui il generatore fotovoltaico non è in grado di produrre l energia necessaria a coprire la domanda di elettricità, la rete fornisce l energia richiesta. Viceversa, se il sistema fotovoltaico produce energia elettrica in più, il surplus può essere trasferito alla rete o accumulato. Un inverter trasforma la corrente continua prodotta dal sistema fotovoltaico in corrente alternata. I sistemi connessi alla rete, ovviamente, non hanno bisogno di batterie perché la rete di distribuzione sopperisce alla fornitura di energia elettrica nei momenti di indisponibilità della radiazione solare. PENSILINA FOTOVOLTAICA E LAMPIONE ALIMENTATO CON ENERGIA FOTOVOLTAICA IMPIANTI ISOLATI (STAND-ALONE) Sono impianti non collegati alla rete elettrica e sono costituiti dai moduli fotovoltaici, dal regolatore di carica e da un sistema di batterie che garantisce l erogazione di corrente anche nelle ore di minore illuminazione o di buio. La corrente generata dall impianto fotovoltaico è una corrente continua. Se l utenza è costituita da apparecchiature che prevedono una alimentazione in corrente alternata è necessario anche un convertitore, l inverter. Questi impianti risultano tecnicamente ed economicamente vantaggiosi nei casi in cui la rete elettrica è assente o difficilmente raggiungibile. Infatti, spesso sostituiscono i gruppi elettrogeni. In Italia sono stati realizzati molti impianti fotovoltaici di elettrificazione rurale e montana soprattutto nel Sud, nelle isole e sull arco alpino. SCHEMA DI UN UTENZA DOTATA DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO COLLEGATO ALLA RETE ELETTRICA Inverter Generatore fotovoltaico Utenze Energia dalla rete Energia verso la rete Rete a bassa tensione Attualmente le applicazioni più diffuse servono ad alimentare: apparecchiature per il pompaggio dell acqua, soprattutto in agricoltura; ripetitori radio, stazioni di rilevamento e trasmissione dati (meteorologici e sismici), apparecchi telefonici; apparecchi di refrigerazione, specie per il trasporto medicinali; sistemi di illuminazione;

38 12 13 Anche se sono stati realizzati impianti centralizzati di produzione di energia elettrica fotovoltaica di grande potenza (multimegawatt), come quello dell ENEA a Monte Aquilone (Foggia), attualmente si vanno sempre più diffondendo, grazie anche agli incentivi pubblici, piccoli sistemi distribuiti sul territorio con potenza non superiore a 20kWp. Gli impianti più diffusi hanno potenze tra 1,5 e 3kWp. Questi impianti vengono installati sui tetti o sulle facciate degli edifici, e contribuiscono a soddisfare la domanda di energia elettrica degli utenti. CENTRALE DI MONTE AQUILONE UNA PENSILINA FOTOVOLTAICA A NAPOLI GLI IMPIANTI INTEGRATI NEGLI EDIFICI Essi costituiscono una delle più promettenti applicazioni del fotovoltaico. Si tratta di sistemi che vengono installati su costruzioni civili o industriali per essere collegati alla rete elettrica di distribuzione in bassa tensione. La corrente continua generata istantaneamente dai moduli viene trasformata in corrente alternata e immessa nella rete interna dell edificio utilizzatore, in parallelo alla rete di distribuzione pubblica. In questo modo può essere, a seconda dei casi, consumata dall utenza locale oppure ceduta, per la quota eccedente al fabbisogno, alla rete stessa. I moduli fotovoltaici possono essere utilizzati come elementi di rivestimento degli edifici anche in sostituzione di componenti tradizionali. A questo scopo l industria fotovoltaica e quella del settore edile hanno messo a DELL UNIVERSITÀ "LA SAPIENZA" DI ROMA punto moduli FACCIATA FOTOVOLTAICA IN UN EDIFICIO architettonici integrabili nella struttura dell edificio che tro- TETTI FOTOVOLTAICI vano sempre maggiore applicazione nelle facciate e nelle coperture delle costruzioni. La possibilità di integrare i moduli fotovoltaici nelle architetture e di trasformarli in componenti edili ha notevolmente ampliato gli orizzonti di applicazione del fotovoltaico e quelli dell architettura che sfrutta questa forma di energia. Un impiego di particolare interesse è rappresentato, infatti, dalle facciate fotovoltaiche. I moduli per facciata sono composti da due lastre di vetro fra le quali sono interposte celle di silicio tenute insieme da fogli di resina. La dimensione di questi moduli può variare da 50x50cm a 210x350cm. Inoltre, dal momento che tanto più bassa è la temperatura dei moduli fotovoltaici durante l irraggiamento solare, maggiore è il loro rendimento energetico, le facciate fotovoltaiche trovano la loro migliore applicazione nelle zone fredde delle facciate (parapetti, corpi ascensore e altre superfici opache) sempre che siano orientati verso Sud-Est o Sud-Ovest e non si trovino in una zona ombreggiata. L impiego di tali moduli fotovoltaici può essere di grande utilità come schermi frangisole o per ombreggiare ampie zone nel caso delle coperture.

39 14 15 QUANTA ENERGIA PRODUCE UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO? La quantità di energia prodotta da un generatore fotovoltaico varia nel corso dell anno e dipende da una serie di fattori come la latitudine e l altitudine del sito, l orientamento e l inclinazione della superficie dei moduli, e le caratteristiche di assorbimento e riflessività del territorio circostante. A titolo indicativo alle latitudini dell Italia centro-meridionale un metro quadrato di moduli può produrre in media 0,3-0,4kWh al giorno nel periodo invernale, e 0,6-0,8kWh in quello estivo. ENERGIA PRODOTTA MENSILMENTE DA UN IMPIANTO DA 3kWp CONNESSO A RETE E INSTALLATO IN ITALIA CENTRO MERIDIONALE kwh/mese mesi La tabella seguente dà un indicazione di massima della capacità produttiva di un impianto fotovoltaico connesso alla rete. Vengono indicati, per tre localizzazioni diverse, i kwh elettrici generati mediamente in un anno e immessi in rete, per ogni metro quadrato di moduli in silicio monocristallino e in silicio policristallino, per un impianto di potenza nominale pari ad 1kWp (si tenga conto che esso corrisponde a circa 8m 2 di moduli in silicio cristallino e a 10m 2 di quelli in silicio policristallino). CAPACITÀ PRODUTTIVA DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO Localizzazione Moduli in Moduli in Energia utile dell impianto silicio monocristallino silicio policristallino per 1 kwp installato kwh/(m 2 anno) kwh/(m 2 anno) kwh/(kwp anno) NORD CENTRO SUD DOVE E COME POSIZIONARE UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO Per ottenere la massima produzione di energia, in fase di progettazione di un impianto, bisogna studiare l irraggiamento e l insolazione del sito. Questo consente di decidere l inclinazione e l orientamento della superficie del dispositivo captante. Per la latitudine del nostro Paese, la posizione ottimale della superficie del pannello risulta quella a copertura dell edificio con esposizione a Sud e con un angolo di inclinazione di circa rispetto al piano orizzontale. Ma anche la disposizione sul piano verticale del palazzo, cioè in facciata, riesce a conseguire ottimi risultati. L importante è, naturalmente, posizionare il pannello in modo da evitare zone d ombra. DIMENSIONI E COSTI La dimensione dell impianto sarà funzione dell energia richiesta. Questa determinerà, la potenza da installare, il numero di moduli necessari, il costo del sistema e il costo del kilowattora elettrico generato. Per confrontare i costi tra l energia prodotta tra la fonte solare e quella tradizionale, bisognerebbe parlare di valore dell energia piuttosto che di costo: il kwh prodotto con la fonte fotovoltaica non ha la stessa qualità di quello prodotto con le fonti convenzionali. La produzione di elettricità da impianti termoelettrici tradizionali, infatti, è gravata da un costo nascosto che viene pagato, spesso inconsapevolmente, dalla collettività. Bisogna infatti tener conto dei danni sociali e ambientali che le forme tradizionali di generazione energetica comportano, che sono difficilmente monetizzabili, ma che meritano una più adeguata considerazione. I costi di un impianto fotovoltaico sono anche fortemente dipendenti dal tipo di applicazione e di installazione, e sono in continua evoluzione. Ad esempio, il costo di realizzazione, chiavi in mano, di un impianto fotovoltaico connesso alla rete può essere stimato nell ordine dei /kwp, dove il valore superiore si riferisce ad impianti di piccola taglia e quello inferiore a quelli di taglia elevata. IMPIANTO STAND-ALONE ITALIA CENTRALE COSTI E PRESTAZIONI Un kwp fotovoltaico installato ha un costo di circa , IVA esclusa. Un kwh di energia elettrica prodotto da un impianto di questo tipo, in una località dell Italia centrale, costa circa 0,6, IVA esclusa. Tale valore si abbassa sensibilmente se si considerano eventuali forme di incentivazione IMPIANTO GRID-CONNECTED ITALIA CENTRALE COSTI E PRESTAZIONI Un kwp fotovoltaico installato ha un costo di circa , IVA esclusa. Un kwh di energia elettrica prodotto da un impianto di questo tipo, in una località dell Italia centrale, costa circa 0,34, IVA esclusa. Tale valore si abbassa sensibilmente se si considerano eventuali forme di incentivazione

40 16 17 FACCIAMO UN ESEMPIO Prendiamo in considerazione una famiglia di 4 persone che vive nell Italia centrale. Il consumo elettrico medio annuo è di circa 2.500kWh. Per far fronte a tale domanda di energia si può utilizzare un impianto fotovoltaico con moduli in silicio policristallino che sono i più economici. CHE DIMENSIONI DOVRÀ AVERE L IMPIANTO? Tenendo conto che, come si può notare dalla tabella precedente, un metro quadrato di moduli in silicio policristallino installato in Italia centrale produce 160kWh all anno, bisognerà installare una superficie di 16 metri quadrati di moduli. Considerando che ogni modulo occupa 0,5m 2, saranno dunque necessari 32 moduli. Ai costi di mercato attuali, il costo di questo impianto può essere stimato in circa , IVA esclusa. QUANTO COSTA IL CHILOWATTORA? Per questo impianto il costo del chilowattora è di circa 0,34, IVA esclusa. Questo valore è calcolato tenendo conto del costo dell investimento, del costo di manutenzione annuo dell impianto, del numero di chilowattora prodotti in un anno e della durata dell impianto, di solito considerata superiore ai 30 anni. Il costo di produzione dell energia elettrica prodotta con un impianto fotovoltaico è quindi ancora troppo elevato per competere con quello da fonti fossili, che è di circa 0,18 a kwh. Però, installare un impianto fotovoltaico diventa economicamente conveniente quando intervengono forme di incentivazione finanziaria da parte dello Stato. Per riassumere possiamo dire che l energia fotovoltaica richiede un forte impegno di capitale iniziale e basse spese di mantenimento: si può dire che è come se si comprasse in anticipo l energia che verrà consumata nei prossimi anni. Una volta il recuperato l investimento, per il resto della vita utile dell impianto si dispone di energia praticamente a costo zero. Quindi, dotare la propria casa, azienda, ufficio od altro di un impianto di questo genere, usufruendo dei contributi pubblici, può rivelarsi un buon investimento. I BENEFICI AMBIENTALI L energia elettrica prodotta con il fotovoltaico ha un costo nullo per combustibile: per ogni kwh prodotto si risparmiano circa 250 grammi di olio combustibile e si evita l emissione di circa 700 grammi di CO 2, nonché di altri gas responsabili dell effetto serra, con un sicuro vantaggio economico e soprattutto ambientale per la collettività. Si può valutare in 30 anni la vita utile di un impianto (ma molto probabilmente essi dureranno molto di più); il che significa che un piccolo impianto da 1,5kWp, in grado di coprire i due ter- zi del fabbisogno annuo di energia elettrica di una famiglia media italiana (2.500kWh), produrrà, nell arco della sua vita efficace, quasi kWh, con un risparmio di circa 14 tonnellate di combustibili fossili, evitando l emissione di circa 40 tonnellate di CO 2. ALCUNE RACCOMANDAZIONI Realizzare un impianto fotovoltaico non è troppo complesso, ma è un lavoro che va affidato a degli specialisti. È utile comunque conoscere alcune prescrizioni e raccomandazioni a cui attenersi nelle fasi di progettazione e poi di messa in opera. Le strutture di supporto devono essere realizzate in modo da durare almeno quanto l impianto, cioè anni, e devono essere montate in modo da permettere un facile accesso ai moduli per la sostituzione e la pulizia, e alle scatole di giunzione elettrica, per l ispezione e la manutenzione. Esse devono, altresì, garantire la resistenza alla corrosione ed al vento. I generatori fotovoltaici collocati sui tetti e sulle coperture non devono interferire con la impermeabilizzazione e la coibentazione delle superfici e in alcuni casi possono richiedere la creazione di passerelle fisse o mobili. Fra i moduli è necessario interporre uno spazio vuoto, da un minimo di 5mm, per i generatori posti parallelamente e a poca distanza da altre superfici fisse, fino a 5cm, per i generatori sui quali la pressione del vento può raggiungere valori elevati. In caso di montaggio dei moduli su tetti o su facciate, è indispensabile che fra i moduli e la superficie rimanga uno spazio (4-6cm) tale da assicurare una buona circolazione d aria e quindi un buon raffreddamento della superficie del modulo. I cavi elettrici e le scatole di derivazione e di interconnessione devono essere di dimensione idonea, rispondenti alle norme elettriche e assicurare il prescritto grado di isolamento, di protezione e di impermeabilizzazione richiesto. LA MANUTENZIONE La manutenzione di un impianto fotovoltaico è riconducibile a quella di un impianto elettrico. Infatti i moduli, che rappresentano la parte attiva dell impianto che converte la radiazione solare in energia elettrica sono costituiti da materiali praticamente inattaccabili dagli agenti atmosferici, come è dimostrato da esperienze in campo ed in laboratorio. È consigliabile effettuare con cadenza annuale una ispezione visiva, volta a verificare l integrità del vetro che incapsula le celle fotovoltaiche costituenti il modulo. Per la parte elettrica è necessario effettuare una verifica, con cadenza annuale, dell isolamento dell impianto verso terra, della continuità elettrica dei circuiti di stringa e del corretto funzionamento dell inverter.

41 18 19 GLI INCENTIVI STATALI Già da qualche anno il governo italiano promuove la diffusione della tecnologia fotovoltaica attraverso un sistema di incentivi finanziari. Ricordiamo il Programma Tetti Fotovoltaici ( ) che ha erogato contributi in conto capitale per la costruzione di impianti fotovoltaici di piccola potenza (da 1 a 50kWp) collegati alla rete elettrica. Dal 19 settembre 2005 è in vigore il Conto Energia che prevede non più un contributo per la costruzione dell impianto fotovoltaico ma la remunerazione dei kwh prodotti ad un prezzo superiore a quello di mercato per un periodo di 20 anni. Quindi, chi autoproduce energia con impianti fotovoltaici non solo non dovrà più pagare le bollette all azienda locale distributrice (salvo le spese fisse pari a circa 30 l anno) ma incasserà addirittura, per ben 20 anni, un contributo proporzionale alla quantità di energia prodotta. i Il Conto Energia INFORMAZIONI Il Conto Energia recepisce la Direttiva Europea 2001/77/CE per le fonti rinnovabili. La delibera fissa al 2010 l obiettivo di una generazione elettrica da fonti rinnovabili pari al 22% del consumo interno lordo. Il Conto Energia è in vigore già da qualche anno in Germania, Spagna e Austria dove ha portato ad un sviluppo del mercato fotovoltaico sopra ogni aspettativa. Lo stesso si spera accadrà in Italia. In Italia il Conto Energia è stato elaborato dal Ministero delle Attività Produttive di concerto con il Ministero dell Ambiente con il parere favorevole della Conferenza Unificata. È stato attivato con il DM del 28 luglio 2005 e con la delibera 188/05 dell Autorità per l Energia Elettrica e il Gas che ha nominato il Gestore del Sistema Elettrico quale soggetto attuatore ed erogatore degli incentivi. Il decreto è stato poi modificato e integrato con il DM del 6 febbraio 2006 e con la delibera 40/06 dell Autorità per l Energia Elettrica e il Gas. PRODUZIONE DI ELETTRICITÀ DA FOTOVOLTAICO NEI PRINCIPALI STATI EUROPEI (APRILE 2005) (MW) Germania 794,000 Paesi Bassi 47,740 Spagna 38,696 Italia 30,300 Lussemburgo 26,000 Francia 20,119 Austria 19,833 Regno unito 7,803 Portogallo 2,275 Totale 1.004,063 COSA È IL CONTO ENERGIA? Il Conto Energia un particolare incentivo per l installazione degli impianti fotovoltaici grid connected (connessi alla rete) da 1kWp a 1MWp. Prevede la remunerazione per 20 anni, da parte del Gestore della Rete di trasmissione Nazionale (GRTN), dei kwh prodotti dall impianto fotovoltaico ad un prezzo superiore a quello di mercato. Il meccanismo italiano del Conto Energia può essere considerato una sorta di sistema di incentivazione misto o ibrido. Infatti, l energia elettrica prodotta dall impianto fotovoltaico beneficerà della tariffa incentivante sia se autoconsumata sia se immessa nella rete pubblica locale. CHI PUÒ BENEFICIARE DELLA TARIFFA INCENTIVANTE? Possono presentare domanda le persone fisiche e giuridiche quindi privati, aziende, enti pubblici e condomini. Le tariffe incentivanti saranno riconosciute fino a quando la potenza cumulativa di tutti gli impianti che le ottengono raggiungerà la quota di 500MW: 360MW per gli impianti fino a 50kWp e 140MW per gli impianti da 50kWp a 1MWp. È fissato anche un limite totale annuo che dal 2006 al 2012 sarà di 85MW: 60MW per impianti con potenza inferiore a 50kW e 25MW per impianti con potenza superiore a 50kW. QUANTO È L INCENTIVO E PER QUANTO TEMPO? Le tariffe per kwh sono definite in base alla taglia dell impianto e verranno erogate per 20 anni. Impianti fino ai 20kW di potenza Gli impianti con potenza non superiore a 20kW possono optare per il servizio di scambio sul posto o per la cessione in rete dell energia prodotta. Nel primo caso la tariffa incentivante è pagata solo per l energia prodotta e consumata in loco (pari a 0,445 per kwh), mentre i kwh prodotti in eccesso rispetto ai consumi, entrambi riferiti a fine anno, non saranno retribuiti, ma sarà possibile accumularli per un successivo autoconsumo. Nel secondo caso viene incentivata tutta la produzione FV, anche se superiore ai consumi, ad una tariffa di 0,46 per kwh e per tutti i kwh ceduti alla rete verrà pagata una tariffa aggiuntiva di 0,095 per kwh. Impianti tra 20kW e 50kW di potenza Oltre all incentivo ventennale proveniente dalla produzione moltiplicato per la tariffa incentivante (0,46 /kwh), si potranno aggiungere i benefici derivanti dalla vendita delle eccedenze alla rete locale con una tariffa aggiuntiva di 0,095 /kwh (fino a 500mila kwh/anno ceduti alla rete). Impianti tra 50kW e 1.000kW di potenza In questo caso l incentivo ventennale proveniente dalla produzione è moltiplicato per una tariffa incentivante che dovrà essere proposta dal richiedente e il cui valore massimo è stabilito in 0,49 /kwh; questa tariffa è sottoposta ad un meccanismo di gara. Anche per queste taglie di impianto si potrà aggiungere il ricavato derivante dalla vendita delle eccedenze alla rete locale con una tariffa aggiuntiva di 0,095 /kwh fino a 500mila kwh/anno ceduti alla rete, di 0,080 /kwh da 500mila a 1 milione di kwh/anno e di 0,070 /kwh da 1 milione a 2 milioni di kwh/anno.

42 20 21 TARIFFE INCENTIVANTI, FISSE PER 20 ANNI, PER LE DOMANDE CONSEGNATE NEGLI ANNI Impianti da 1 a 20kW (con scambio sul posto) 0,445 /kwh COME VENGONO PAGATI GLI INCENTIVI? Il pagamento delle tariffe incentivanti in Conto Energia è erogato dal GRTN su base mensile a partire dal mese successivo a quello in cui l ammontare cumulato di detto corrispettivo supera il valore di 250 per impianti fino a 20kW e di 500 per impianti con potenza superiore ai 20kW. Impianti da 1 a 20kW (senza scambio sul posto) Impianti da 20kW a 50kW Impianti da 50kW a 1.000kW 0,460 /kwh + 0,095 /kwh ceduto alla rete 0,460 /kwh +0,095 /kwh ceduto alla rete (fino a kWh/anno) 0,490 /kwh (valore massimo della tariffa soggetto a gara) +0,095 /kwh fino a kWh/anno ceduti alla rete +0,080 /kwh da a di kwh/anno ceduti alla rete +0,070 /kwh da a di kwh/anno CHI PAGA IL CONTO ENERGIA? I costi dell incentivazione degli impianti fotovoltaici non sono a carico dello Stato, ma saranno coperti con un prelievo sulle tariffe elettriche di tutti i consumatori (componente tariffaria A3). A regime l aggravio sulla bolletta elettrica, per la produzione di impianti FV pari a 1000MW di potenza, si stima sia di circa 0,0017 per ogni kwh, pari a circa 4 in più all anno per famiglia. ESEMPIO DI CALCOLO SEMPLIFICATO DI COSTO E TEMPO DI RIENTRO ECONOMICO PER IL CONTO ENERGIA CON SERVIZIO DI SCAMBIO SUL POSTO Per le domande pervenute entro il 2006 la tariffa iniziale comunicata dal GRTN rimane costante per tutti i 20 anni. Mentre dal 2007 la tariffa decrescerà del 5% ogni anno ma avrà la rivalutazione dell indice ISTAT. La tariffa incentivante sarà aumentata del 10% rispetto a quella stabilita se gli impianti sono integrati negli edifici, sia di nuova costruzione o oggetto di ristrutturazione. Queste tariffe rimangono costanti fino al 2012 incluso e non subiscono la variazione Istat. L aggiornamento delle tariffe incentivanti sarà a cura del GRTN e potranno essere consultate sul sito internet Ma se chi realizza l impianto beneficia della detrazione fiscale IRPEF del 41% (Iva inclusa), le tariffe incentivanti verranno ridotte del 30%. Se gli impianti hanno ricevuto incentivi pubblici in conto capitale superiori al 20% del costo di investimento o se usufruiscono dei certificati verdi, le tariffe incentivanti non verranno erogate. COME E QUANDO PRESENTARE LA DOMANDA? Le domande dovranno essere inviate direttamente al GRTN secondo lo schema predisposto dall Autorità nell allegato A della delibera 40/06 nei giorni dell ultimo mese di ciascuno trimestre, 1-31 marzo, 1-30 giugno, 1-30 settembre, 1-31 dicembre di ogni anno. La domanda dovrà contenere il progetto preliminare dell impianto fotovoltaico comprendente la scheda tecnica firmata da un tecnico abilitato o da un professionista iscritto agli albi professionali. Il GRTN dovrà quindi valutare l ammissibilità tecnica delle richieste pervenute e entro 90 giorni dalla presentazione delle domande informare i richiedenti in merito all accettazione della domanda inoltrata. Per gli impianti fino a 50kWp verrà dato l incentivo in base alla tempistica delle domande, mentre per quelli superiori ai 50kWp dipenderà dall incentivo richiesto, più basso è l incentivo maggiori saranno le possibilità di riceverlo. Consideriamo un impianto FV residenziale da 2kWp (16m 2 di superficie) installato in Italia centrale, il cui proprietario consuma 3.000kWh/anno Il costo dell impianto chiavi in mano è di circa IVA 10% = Produzione dell impianto = 2.600kWh all anno Guadagno dalla vendita dei kwh prodotti = 2.600kWh x 0,445 = all anno Costo evitato dell energia consumata, pari ai kwh prodotti dall impianto per il costo medio del kwh = x 0,18 = 468 all anno In questo caso verranno pagati alla società elettrica solo 400kWh (pari alla differenza tra l energia consumata e l energia prodotta dall impianto) = 400 x 0,18 = 72 all anno più 31 di spese fisse Vantaggio economico totale annuale = = all anno Tempo di ritorno dell investimento = : = ~ 10 anni Considerando che la vita media di un impianto fotovoltaico è superiore ai 30 anni, e che dopo 10 anni si rientra dell investimento, avremo vantaggi economici per oltre 20 anni. PER SAPERNE DI PIÙ: Oppure potete rivolgervi ai Centri di Consulenza Energetica Integrata dell ENEA (vedi pagine successive).

43 Risparmiare energia e proteggere l ambiente. Ricerca e Innovazione per lo Sviluppo Sostenibile del Paese L ENEA è un ente pubblico che opera nei settori dell energia, dell ambiente e delle nuove tecnologie a supporto delle politiche di competitività e di sviluppo sostenibile del Paese. I suoi compiti principali sono: promuovere e svolgere attività di ricerca di base ed applicata e di innovazione tecnologica, anche mediante la realizzazione di prototipi e l industrializzazione di prodotti; diffondere e trasferire i risultati ottenuti, favorendone la valorizzazione a fini produttivi e sociali; fornire a soggetti pubblici e privati servizi ad alto contenuto tecnologico, studi, ricerche, misure, prove e valutazioni. L Ente ha circa dipendenti che operano in Centri di Ricerca distribuiti su tutto il territorio nazionale. Nelle diverse regioni sono anche presenti 13 Centri di Consulenza Energetica Integrata per la promozione e la diffusione degli usi efficenti dell energia nei settori industriale, civile e dei trasporti. Nella collana Sviluppo Sostenibile l ENEA pubblica una serie di opuscoli dedicati alle scelte più convenienti che tutti noi possiamo adottare per risparmiare energia e proteggere l ambiente. Potete richiedere gratuitamente gli opuscoli che vi interessano a: ENEA-Unità RES RELPROM Lungotevere Thaon di Revel, Roma Fax C.C.E.I. Centri di Consulenza Energetica Integrata Veneto -C.C.E.I.ENEA-Calle delle Ostreghe,2434-C.P VENEZIA - Tel Fax Liguria -C.C.E.I.ENEA Via Serra, GENOVA - Tel Fax Toscana -C.C.E.I.ENEA-Via Ponte allemosse, FIRENZE- Tel Fax Marche -C.C.E.I. ENEA-V.le della Vittoria, ANCONA - Tel Fax Umbria C.C.E.I. ENEA - Via Angeloni, PERUGIA - Tel Fax Lazio -C.R.Casaccia-Via Anguillarese, ROMA - Tel Fax Abruzzo -C.C.E.I.ENEA-Via N. Fabrizi, 215/ PESCARA - Tel Fax Molise -C.C.E.I.ENEA-Via Mazzini, CAMPOBASSO-Tel Fax Campania -C.C.E.I.ENEA-Via della Costituzione Isola A/ NAPOLI - Tel Fax Puglia -C.C.E.I. ENEA-Via Roberto da Bari, BARI-Tel Fax Basilicata -C.C.E.I.ENEA-C/o SEREA Via D. Di Giura, s.n.c POTENZA - Tel Fax Calabria -C.C.E.I. ENEA -Via Argine Destra Annunziata, REGGIO CALABRIA - Tel Fax Sicilia -C.C.E.I. ENEA - Via Catania, PALERMO - Tel Fax

44 SVILUPPO SOSTENIBILE IDROGENO ENERGIA DEL FUTURO 23

45 3 sommario La sfida del 21 secolo i Il problema delle emissioni di gas serra Perché l idrogeno Cos è e come si produce Produzione da fonti fossili Produzione da fonti rinnovabili Stoccaggio e distribuzione i Idrogeno: produzione, distribuzione e trasporto, stoccaggio, utilizzo, confinamento della CO Compressione Liquefazione Accumulo chimico Distribuzione Utilizzo La cella a combustibile i i Come funziona una cella a combustibile Tipi di celle e loro caratteristiche La questione sicurezza Ricerca e sviluppo All estero In Italia i Sistemi di celle I veicoli a idrogeno L utilizzo delle celle a combustibile nella trazione i i Veicoli con motori a celle a combustibile Celle a elettrolita polimerico Quando il veicolo a idrogeno? LA SFIDA DEL 21 SECOLO La continua crescita della popolazione mondiale e la naturale aspirazione dei paesi in via di sviluppo a raggiungere standard economici e di qualità della vita vicini a quelli dei paesi industrializzati sono le principali cause della crescita inarrestabile della domanda di energia (figura 1) e del contemporaneo aumento delle emissioni di gas serra, prima fra tutte l anidride carbonica. Soddisfare tale domanda, mantenendo questi gas a livelli non pericolosi per l ambiente (v. riquadro p. 4) e riducendo così il rischio di cambiamenti climatici nel medio termine (oltre che, naturalmente, garantire l approvvigionamento energetico) rappresenta la sfida tecnologica del nuovo secolo. Figura 1 Gtep POSSIBILI SCENARI CONSUMI MONDIALI DI ENERGIA PRIMARIA Popolazione mondiale (miliardi di persone) Fonte: WEC/IIASA, 1998 CASO A Alta crescita economica e rapido sviluppo tecnologico CASO B Crescita economica e sviluppo tecnologico intermedio CASO C Scenario obbligato da forti restrizioni ambientali Una sfida che può essere vinta solo con l aumento dell efficienza dei sistemi e la contemporanea riduzione del consumo di idrocarburi; con l espansione dell impiego di fonti a basso o nullo contenuto di carbonio quali gas naturale, rinnovabili, nucleare; con la separazione della CO 2, prodotta nella trasformazione dei combustibili fossili e il confinamento della stessa; con l aumento, infine, del potenziale di assorbimento della stessa CO 2 da parte dell ecosistema. Un tale scenario dovrebbe idealmente essere basato su un vettore (1) energetico con le seguenti caratteristiche: di impatto ambientale, sia globale che locale, quasi nullo; producibile da più fonti energetiche primarie, tra loro intercambiabili e disponibili su larga scala, anche in futuro; distribuibile preferenzialmente attraverso una rete. (1) Vettore energetico: tutto ciò da cui si può ricavare energia utile mediante conversione di fonti energetiche primarie (es.: carbone, elettricità, benzina, ecc.) A B C

46 4 5 i ppm Mt of CO2 Il problema delle emissioni di gas serra Il principale responsabile dell effetto serra è l anidride carbonica, prodotto finale dell uso dei combustibili fossili nella generazione di energia termica, meccanica ed elettrica. All inizio del secolo scorso la concentrazione della CO 2 nell aria era pari a 300 parti per milione (ppm). Ora è circa 380 ppm. La combustione è il maggior responsabile delle emissioni di gas serra (quasi l 80% in Italia). A livello globale circa il 30% delle emissioni di CO 2 in atmosfera è causato dai trasporti. Le previsioni dei consumi di energia per il prossimo secolo fanno prevedere un continuo aumento delle emissioni di CO 2 e della sua concentrazione in atmosfera, a meno di sostanziali cambiamenti del sistema energetico; l andamento sotto riportato è stato stimato dall IPCC in uno scenario senza particolari correttivi e con pieno sviluppo tecnologico ed economico. Tuttavia, in particolare per i trasporti, oltre a ridurre drasticamente l uso dell automobile, si può cercare di intervenire sull efficienza dei veicoli o introducendo combustibili più puliti LA CONCENTRAZIONE DI CO 2 IN ATMOSFERA - TREND DI CRESCITA ppm 2010 IPCC Livello preindustriale 280 ppm anno L'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) ha valutato la possibile evoluzione della concentrazione di CO 2 senza interventi specifici European Union USA EMISSIONI CO 2 - STIME AL anno India China EU & Accession Countries Brazil Japan PERCHÉ L IDROGENO L idrogeno è un vettore in grado di soddisfare i requisiti precedentemente indicati (figura 2); infatti: è un gas che brucia nell aria secondo la semplice reazione: idrogeno più ossigeno uguale acqua e calore H /2 O 2 = H 2 O + calore dando quindi come unico prodotto di reazione acqua pura; può essere prodotto sia da fonti fossili, sia da fonti rinnovabili, sia da fonte nucleare; può essere distribuito in rete abbastanza agevolmente compatibilmente con gli usi finali e con lo sviluppo delle tecnologie di trasporto e di stoccaggio; può essere impiegato in diverse applicazioni (produzione di energia elettrica centralizzata o distribuita, generazione di calore, trazione) con un impatto locale nullo o estremamente ridotto. Come vedremo meglio in seguito, sono indubbi i vantaggi energetici e soprattutto ambientali che conseguirebbero dall uso esteso dell idrogeno in particolari sistemi elettrochimici denominati celle a combustibile (v. riquadro p. 16) che permettono la trasformazione diretta dell energia chimica contenuta nel gas in energia elettrica, senza altre emissioni dannose. Si può dire, quindi, che l idrogeno rappresenta in prospettiva un componente ideale di un futuro sistema energetico sostenibile, costituendo un incentivo verso l impiego diffuso delle fonti rinnovabili (e di un nuovo nucleare ), ma già nel breve-medio termine può rendere i combustibili fossili compatibili con le esigenze ambientali. Fossili Rinnovabili Figura 2 FONTI Petrolio Gas naturale Carbone Nucleare Eolico, Fotovoltaico Solare Biomasse CONVERSIONI AD EMISSIONI ZERO Reforming Reforming Gassificazione Processi termochimici Elettrolisi Processi termochimici Gassificazione CO 2 CO 2 Confinamento CO 2 IDROGENO Idrogenodotti Richiede accumolo e distribuzione H 2 UTILIZZO Generazione potenza distribuita Residenziale Industria Trasporto Altro

47 6 7 Lo sviluppo come vettore energetico richiede però la predisposizione anche di una vasta gamma di infrastrutture integrate, se non altro per rendere l impiego economico e affidabile in tutte le varie fasi della catena tecnologica (produzione, confinamento dell anidride carbonica generata nel processo, trasporto, accumulo, usi finali). Ad esempio, si pensi solo che nell applicazione all autotrazione occorre sviluppare non solo le celle a combustibile più adatte, ma anche serbatoi per equipaggiare i veicoli, sistemi di trasporto e reti di distribuzione paragonabili a quelli dei carburanti tradizionali. Tutto ciò, ovviamente, costituisce una grossa sfida per i prossimi anni che tuttavia non potrà non avere benefiche ricadute - in termini economici e occupazionali - immediatamente nel comparto della ricerca e sviluppo e a seguire sull intera industria manifatturiera di ogni Paese. COS È E COME SI PRODUCE L idrogeno, l elemento più leggero e abbondante dell universo, è assai raro sulla Terra allo stato elementare a causa della sua estrema volatilità si trova, ad esempio, nelle emanazioni vulcaniche, nelle sorgenti petrolifere, nelle fumarole ma viceversa è molto diffuso sotto forma di composti (acqua, idrocarburi, sostanze minerali, organismi animali e vegetali) e può quindi essere prodotto a partire da diverse fonti. L interesse per il suo impiego come combustibile, sia per applicazioni stazionarie che per la trazione, deriva dal fatto che l inquinamento prodotto è quasi nullo; infatti, come già accennato, se usato in sistemi a combustione produce vapor d acqua e tracce di ossidi di azoto, oppure solo vapor d acqua se utilizzato con sistemi elettrochimici con celle a combustibile. Rispetto agli altri combustibili, l idrogeno è un gas incolore, inodore, non velenoso, estremamente volatile e leggero: presenta quindi un ridotto contenuto energetico per unità di volume, mentre ha il più alto contenuto di energia per unità di massa. Per fare un confronto con un altro combustibile, ad esempio il gasolio, possiamo dire che un litro di gasolio, come contenuto energetico, equivale a: 3,12 m3 di idrogeno gassoso (in condizioni normali); 4,13 litri di idrogeno liquido dove però la combustione dell idrogeno può essere realizzata con un efficienza più alta. A fronte di queste qualità energetiche e soprattutto ambientali, tuttavia l introduzione dell idrogeno come combustibile - e più in generale come vettore energetico - richiede che siano messe a punto le tecnologie necessarie per agevolare la produzione, il trasporto, l accumulo e l utilizzo. A titolo di esempio, solo per la liquefazione a -253 C occorrono particolari tecnologie oltre che la predisposizione di speciali container per il trasporto. Per quanto riguarda la produzione, ricordiamo che le fonti primarie di partenza possono essere sia fossili che rinnovabili in modo da contribuire alla diversificazione ed all integrazione tra i diversi tipi di energia. In figura 3 sono schematizzati alcuni metodi di produzione dell idrogeno. Figura 3 Petrolio Gassificazione e reforming Gas naturale Carbone Biomasse Raffinazione Produzione chimica Combustibili liquidi Benzina (10 ppms) Produzione diretta Metanolo Nafta FT Diesel FT PRODUZIONE DA FONTI FOSSILI Le tecnologie di produzione dell idrogeno a partire dai combustibili fossili sono mature e ampiamente utilizzate, anche se vanno ottimizzate da un punto di vista economico, energetico e di impatto ambientale. Dei circa 500 miliardi di Nm 3 di idrogeno prodotti annualmente a livello mondiale, circa 190 miliardi rappresentano un sottoprodotto dell industria chimica (ad es. dagli impianti cloro-soda), mentre la maggior frazione deriva da combustibili fossili, gas naturale ed olio pesante, attraverso processi di reforming e di ossidazione parziale. Tali processi prevedono la produzione del gas attraverso successivi stadi di raffinazione e di frazionamento delle molecole degli idrocarburi fino alla completa eliminazione del carbonio. Con questa linea oggi viene prodotta una grandissima quantità di idrogeno, tutta quella consumata sul mercato della chimica dei fertilizzanti di sintesi e nella metallurgia dell acciaio. Il processo più diffuso, steam reforming, reazione a caldo del metano con vapore a 800 C in modo da ossidare il carbonio e liberare idrogeno dalla molecola con emissione di anidride carbonica secondo la reazione CH 4 + 2H 2 O + calore = 4H 2 + CO 2 Nucleare Solare Eolico Fotovoltaico Idrogeno Idrogeno da riforma è tecnicamente molto ben sperimentato e viene realizzato industrialmente con reattori di grosse capacità dell ordine, di Nm 3 /h. Unità molto più piccole, realizzate specificamente per l uso sui veicoli o per impianti di generazione distribuita di piccola taglia, sono attualmente in via di sviluppo soprattutto per l utilizzo in sistemi con celle a combustibile. La produzione da fonti fossili, però, ha l inconveniente di dar luogo - come prodotto di scarto - alla emissione di grandi quantità di CO 2, cosicché l idrogeno - pur utilizzabile in modo pulito - non è comunque incolpevole a causa dell inquinamento prodotto nel ciclo di lavorazione.

48 8 9 Per ovviare a ciò occorrerebbe raccogliere e confinare (2) la CO 2 prodotta nei grossi impianti, sfruttando l esperienza in materia delle compagnie petrolifere. Per queste si può anche ipotizzare una parziale riconversione che consenta di produrre idrogeno dagli idrocarburi, idrogeno che verrebbe poi utilizzato negli autoveicoli (conservando ovviamente il profitto per le compagnie). Dal punto di vista ambientale, questa soluzione ha il vantaggio di evitare le emissioni di CO 2 di una miriade di veicoli sparsi sul territorio, concentrandole negli impianti petrolchimici da dove però potrebbero essere catturate con opportuni filtri, trasformate in forma liquida o solida e poi immagazzinate in giacimenti geologici profondi e di caratteristiche adeguate che ne dovrebbero impedire la reimmissione in atmosfera. Nel nostro Paese, come in altri, le opzioni principali sono due: pompaggio nei giacimenti esauriti di gas e petrolio; immissione nei cosiddetti acquiferi salini(3), formazioni stabili sotterranee non altrimenti utilizzabili, e in fondali oceanici situati a grande profondità (oltre m sotto il livello del mare) dove la CO 2 si manterrebbe allo stato liquido indefinitamente a causa dell enorme pressione ivi esistente. Dal punto di vista tecnico, queste proposte - il cui sviluppo già costituisce di per sé un programma di ampie dimensioni - sono già oggi realizzabili con qualche aggiustamento e modifica di tecnologie esistenti in modo da consentire uno sviluppo graduale delle infrastrutture del settore energetico e quindi una riduzione degli inquinanti nel breve-medio termine. È tuttavia da tener presente che la produzione di idrogeno da combustibili fossili deve essere considerata come una sorta di ponte tecnologico verso la produzione da fonti rinnovabili - soluzione più promettente nel lungo termine - in quanto lascerebbe irrisolti in particolare i problemi economici a causa dell inevitabile progressivo esaurimento delle riserve di combustibili fossili e del costo aggiuntivo del confinamento della CO 2. PRODUZIONE DA FONTI RINNOVABILI Per quanto riguarda la produzione di idrogeno da fonti rinnovabili - modo sostanzialmente pulito e per questo ben più interessante - i processi possono essere sommariamente distinti in: produzione da biomasse; produzione dall acqua. Nella produzione di idrogeno a partire da biomasse nessuno dei processi proposti ha ancora raggiunto la maturità industriale. Le diverse alternative (gassificazione; pirolisi e successivo reforming della frazione liquida prodotta; produzione di etanolo e reforming dello stesso; produzione biologica attraverso processi basati su fenomeni di fotosintesi o di fermentazione) richiedono tutte un impegno notevole di ricerca, sviluppo e dimostrazione, anche se a livelli diversi. Le premesse sono comunque buone, tenuto anche conto dei diversi materiali utilizzabili. L idrogeno può anche essere prodotto dall acqua scindendo la stessa nei suoi componenti (idrogeno e ossigeno) attraverso diversi processi, tra i quali quello più consolidato è l elettrolisi. Schematicamente questa è rappresentata dalla seguente reazione: acqua più energia elettrica uguale idrogeno più ossigeno: H 2 O + elettricità = H /2 O 2 Si può notare subito che la reazione di elettrolisi risulta esattamente inversa a quella che avviene nelle celle a combustibile. Pertanto, l intero processo di produzione e consumo è ambientalmente sostenibile purché sia disponibile una corrispondente quantità di energia elettrica pulita in grado di alimentare il processo di elettrolisi. È immediato pensare al sole come sorgente di questa energia, sfruttabile attraverso l utilizzo di impianti di conversione fotovoltaica, la cui tecnologia già oggi può essere considerata tecnicamente affidabile e adeguata, anche se non ancora competitiva. Infatti, mediante l uso di energia solare fotovoltaica si può produrre idrogeno elettrolitico e ossigeno che poi possono essere fatti ricombinare nelle celle a combustibile per produrre l energia elettrica di cui abbiamo bisogno. Come prodotto finale di scarto si genera una quantità di acqua pura pressappoco uguale a quella di partenza, chiudendo in tal modo il ciclo senza emissioni inquinanti. Infine, è evidente che le grandi distese oceaniche altro non sono che enormi riserve di idrogeno: ogni kg di acqua pura contiene 111 g di idrogeno che, una volta bruciato, potrebbe produrre chilocalorie di energia termica. Pertanto dall acqua, in linea di principio, sarebbe possibile estrarre tutto l idrogeno necessario a soddisfare in modo pulito le esigenze energetiche dell umanità. Il problema attualmente è il costo. Con l elettrolisi dell acqua, infatti, è vero che si può ottenere idrogeno praticamente puro, ma solo a un prezzo che può diventare economicamente accettabile in una prospettiva ancora lontana, allorquando le innovazioni tecnologiche potrebbero consentire un costo estremamente basso dell energia elettrica, prodotta da fonti rinnovabili (o da nucleare). Pertanto tale scelta non appare, allo stato attuale delle conoscenze, economicamente ed energeticamente perseguibile, se non per applicazioni particolari (ad esempio aree remote). La dissociazione dell acqua può essere effettuata anche facendo uso di processi termochimici che utilizzano calore ad alta temperatura ( C) ottenuto da fonti diverse (prima fra tutte l energia solare termica); sono in corso, anche in Italia, attività di ricerca e sviluppo tese a dimostrare la fattibilità industriale di tali processi ed il potenziale nel lungo termine sembra essere molto interessante. Altri processi, ancora allo stato di laboratorio, sono la fotoconversione che scinde l acqua usando organismi biologici o materiali sintetici, e i processi fotoelettrochimici, che usano per lo stesso scopo una corrente elettrica generata da semiconduttori. (2) Immagazzinare in giacimenti geologici per impedire la reimmissione in atmosfera. (3) Ammassi di rocce sedimentarie porose permeabili e saturate di acqua.

49 10 11 STOCCAGGIO E DISTRIBUZIONE i PRODUZIONE Nella figura 4 è riportato uno schema dei possibili metodi di produzione e di utilizzazione dell idrogeno. A sinistra, notiamo un impianto di produzione tradizionale tipo steam reforming alimentato da gas naturale trasportato da un metanodotto. La CO 2 coprodotta (linea gialla) viene separata e confinata in giacimenti esauriti di idrocarburi o in acquiferi salini a grande profondità (come si vede in basso). Fossili Petrolio Gas naturale Carbone Nucleare Reforming Reforming Gassificazione Processi termochimici CO2 IDROGENO Figura 4 Rinnovabili Eolico, Fotovoltaico Solare Biomasse Elettrolisi Processi termochimici Gassificazione CO2 Confinamento CO 2 Solare termico H 2 Elettricità Impianto eolico Impianto fotovoltaico Biomasse Centrale elettrica Un ampio uso dell idrogeno come vettore energetico richiede una sua disponibilità su larga scala, per le diverse applicazioni e in prossimità del punto d uso DISTRIBUZIONE E TRASPORTO Distribuzione in forma gassosa Trasporto su strada Idrogenodotti Distribuzione in forma liquida Impianto di produzione H 2 CO 2 H 2 Celle a combustibile Stazione di servizio Accumulo in forma gassosa STOCCAGGIO Accumulo in forma liquida Accumulo chimico Idrogeno in bombole ad alta pressione in materiale composito Idrogeno in serbatoi criogenici Idruri metallici Nanostrutture di carbonio Nanofibre Nanotubi Gas naturale Giacimento esaurito Acquifero salino UTILIZZO Usi industriali Sistemi di generazione stazionaria Sistemi per trasporto Nella parte superiore sono indicate le altre tecnologie di produzione da fonti rinnovabili (linea arancione): solare termico, impianti eolici, fotovoltaici, biomasse. L idrogeno prodotto sarà poi utilizzato in centrali termoelettriche tradizionali, in impianti a celle a combustibile o nei trasporti, sfruttando veicoli a combustione interna o a celle (parte destra della figura). L energia elettrica così prodotta potrà essere dedicata all alimentazione delle utenze diffuse (linea nera). L idrogeno può essere trasportato e accumulato in forma gassosa, liquida oppure adsorbito su materiali speciali (v. riquadro p. 11); ogni forma presenta aspetti favorevoli e svantaggi e tutte, se pur in gran parte già utilizzate, richiedono significativi sforzi di ricerca e sviluppo per un impiego su larga scala affidabile e economicamente competitivo, come nel caso di una rete adeguata per il rifornimento degli autoveicoli. Stoccaggio sotterraneo Celle a combustibile Turbine Celle a combustibile Motori a combustione interna Sono allo studio diverse soluzioni per il sequestro della CO 2 come il confinamento geologico in acquiferi salini e giacimenti esauriti di metano o petrolio. Uso industriale CONFINAMENTO DELLA CO 2 Fotosintesi mirata alla CO 2 Cattura dall atmosfera Produzione prodotti Sequestro negli oceani

50 12 13 Per il trasporto dell idrogeno gassoso si può pensare a idrogenodotti ed esistono esperienze significative in tal senso ma vanno migliorate le tecnologie per i materiali da impiegare e per la compressione del gas (minore potere calorifico e quindi maggiori portate per la stessa quantità di energia). Il trasporto in forma liquida in bombole utilizzando autocarri presenta problematiche ancora più complesse e sembra, in prospettiva, conveniente solo per quantità limitate e percorrenze elevate. I metodi di stoccaggio dipendono dalle applicazioni considerate e sono critici soprattutto per l impiego a bordo di veicoli, richiedendo una elevata densità di energia. Esistono diverse tecnologie di accumulo dell idrogeno, le quali comunque devono rispondere a requisiti di efficienza, praticità ed economicità. Nessuna di queste è ad oggi pienamente soddisfacente; tuttavia nel seguito vengono descritte brevemente quelle più promettenti, facendo riferimento - per semplicità - all uso come combustibile per automobili, certamente una delle applicazioni più appetibili. Qui le soluzioni possibili prevedono la compressione del gas, la sua liquefazione e infine l accumulazione su idruri metallici (figura 5). Figura 5 Serbatoi TriShield TM, Quantum Technology (350 bar) Idrogeno compresso Idruri metallici Sistema di accumulo in idruri metallici Ovonic COMPRESSIONE Il modo più semplice ed economico per accumulare idrogeno è di utilizzarlo sotto forma di gas compresso a pressione di bar (ed oltre). La tecnologia risulta tuttavia non facilmente proponibile per l uso a bordo di auto tradizionali, a causa del peso ed ingombro dei serbatoi attualmente utilizzati, che rappresentano un limite all autonomia e capacità di carico del veicolo. Di recente, notevoli progressi sono stati fatti con l introduzione di serbatoi con struttura metallica o termoplastica rinforzata con fibre di carbonio, di vetro ed arammidiche (4), che presentano un peso 3-4 volte inferiore a quello dei comuni serbatoi e che consentono di superare in parte gli inconvenienti dell uso delle bombole tradizionali. Questi serbatoi sono in grado di operare a pressioni fino a 350 bar (potenzialmente fino a 700 bar) e consentono quindi di ottenere densità di accumulo di idrogeno adeguate all uso a bordo di veicoli. Le caratteristiche di sicurezza sono solitamente molto elevate, grazie alla robustezza dei serbatoi ed all introduzione di fusibili antiscoppio in caso di incendio, e di valvole di interruzione del circuito in caso di urto. Per quanto riguarda normative di sicurezza e licenze per usi a bordo di veicoli, le bombole di idrogeno sono soggette a restrizioni analoghe a quelle adottate nel caso del gas naturale. LIQUEFAZIONE L idrogeno può essere immagazzinato anche in forma liquida ad una temperatura di -253 C. Per mantenere queste temperature sono stati messi a punto serbatoi criogenici a doppia parete, con un intercapedine, dove viene fatto il vuoto (serbatoi tipo dewar ). Questa tecnologia è ormai consolidata in Germania, dove la BMW la utilizza da oltre 15 anni su auto ad idrogeno alimentate con motori a combustione interna. L accumulo in forma liquida è forse la tecnologia che oggi meglio soddisfa, da un punto di vista teorico, le esigenze specifiche dell autotrazione; tuttavia anch essa presenta dei limiti. A sfavore dell idrogeno liquido giocano la maggiore complessità del sistema, non solo a bordo del veicolo ma anche a terra, per la distribuzione ed il rifornimento, ed i maggiori costi ad esso associati. Anche il costo energetico della liquefazione è considerevole, corrispondendo a circa il 30% del contenuto energetico del combustibile, contro un valore compreso tra il 4% ed il 7% per l idrogeno compresso. Serbatoio per idrogeno liquido Linde GAS EXTRACTION LIQUID EXTRACTION FILLING PORT ELECTRICAL HEATER FILLING LINE REVERSING VALVE (GASEOUS / LIQUID) SUPER-INSULATION LEVEL PROBE Idrogeno liquido INNER VESSEL OUTER VESSEL SUSPENSION LIQUID HYDROGEN (-253 C ) SAFETY VALVE GASEOUS HYDROGEN (+20 C UP TO +80 C ) SHUT-OFF VALVE COOLING WATER HEAT EXCHANGER ACCUMULO CHIMICO L idrogeno può legarsi chimicamente con diversi metalli e leghe metalliche formando idruri, composti in grado di intrappolare idrogeno a pressioni relativamente basse. Il gas penetra all interno del reticolo cristallino del metallo, andando ad occupare i siti interstiziali. Tale tecnologia permette di raggiungere densità energetiche potenzialmente maggiori dell idrogeno compresso e paragonabili con quelle dell idrogeno liquido. Il volume di stoccaggio si potrebbe ridurre di 3-4 volte, rendendo possibile l uso nelle autovetture, mentre l energia specifica dipende dal peso specifico del metallo di base. Le percentuali in peso dell idrogeno sul peso del metallo variano dall 1 al 12,7% (idruro di litio) mentre per le comuni bombole tale percentuale è di poco superiore all 1%. A fronte di tali caratteristiche positive, esistono ancora numerosi problemi da superare per la realizzazione di sistemi di accumulo veramente competitivi. Ad esempio, occorre lavorare ancora per migliorare la stabilità strutturale e termica del materiale, per depurarlo dalle impurità presenti nell idrogeno, per rendere compatibili temperatura e pressione con le applicazioni previste, ecc. (4) A base di ammidi aromatiche.

51 14 15 Comunque, allo stato attuale, i materiali disponibili portano a sistemi di accumulo troppo pesanti: a parità di peso, il veicolo presenta un autonomia tre volte inferiore a quella ottenibile con idrogeno liquido o compresso con serbatoi di tipo avanzato. Sono invece indubbi i vantaggi in termini di convenienza, compattezza, stabilità dello stoccaggio, sicurezza. Una tecnologia recentissima e ancora sperimentale riguarda l utilizzo di nanostrutture di carbonio (nanotubi e nanofibre di carbonio), scoperte all inizio degli anni 90, che stanno dimostrando buone capacità di adsorbimento dell idrogeno, con risultati in alcuni casi sorprendenti. Su questi materiali sono in corso ricerche da parte di numerosi gruppi di lavoro, ma i risultati ottenuti, spesso in contrasto tra di loro, sono per il momento difficilmente confrontabili in quanto le esperienze sono state effettuate su campioni di materiali di diverso tipo, provati in condizioni di pressione e temperatura molto diverse tra loro. Il campo di variazione della pressione va da pochi bar ad alcune centinaia di bar, la temperatura da 80 K a 800 K, le percentuali di adsorbimento in peso variano da valori inferiori all 1% ad un incredibile 60%. DISTRIBUZIONE A seconda delle quantità interessate, l idrogeno può essere trasportato per mezzo di autocisterne o con idrogenodotti. Fra le due opzioni, entrambe praticabili con le tecnologie attuali, esistono grosse differenze di costo e quindi solo specifiche analisi tecnico-economiche per le singole applicazioni possono determinare quale sia di volta in volta la soluzione migliore. Tubazioni di grosse dimensioni in acciaio standard (e quindi senza requisiti specifici) hanno trasportato idrogeno in Germania, nel distretto della Ruhr, dai produttori ai consumatori sin dal 1938, senza particolari problemi di sicurezza (le tubazioni erano provviste di sensori per possibili fughe ed erano previste periodiche ispezioni di controllo). UTILIZZO Le due principali utilizzazioni previste in futuro per l idrogeno e per cui si sta lavorando attualmente nei laboratori di ricerca applicata riguardano l impiego come combustibile per la generazione di energia elettrica e per il trasporto. Impianti per la produzione centralizzata di energia elettrica e motori a combustione interna alimentati a idrogeno sono già fattibili sulla base delle tecnologie esistenti e anche con emissioni sensibilmente ridotte rispetto a quelle degli impianti convenzionali. Deve tuttavia essere ulteriormente migliorato il rendimento e abbassati i costi; per questo sono in corso di sperimentazione materiali e soluzioni innovative che dovrebbero arrivare a maturazione nel giro di alcuni anni. Ma lo strumento principale il cui sviluppo condizionerà pesantemente la reale affermazione dell idrogeno come vettore energetico pulito è senza dubbio la cella a combustibile. Diamo qui un cenno sul suo funzionamento e alcune indicazioni sullo sviluppo della tecnologia. LA CELLA A COMBUSTIBILE Una cella a combustibile è un dispositivo elettrochimico che converte direttamente l energia di un combustibile in elettricità e calore senza passare attraverso cicli termici e quindi senza risentire delle limitazioni imposte a questi ultimi dalla termodinamica (figura 6). In sostanza funziona in modo analogo ad una batteria, in quanto produce energia elettrica attraverso un processo elettrochimico; a differenza di quest ultima, tuttavia, consuma sostanze provenienti dall esterno ed è quindi in grado di funzionare senza interruzioni, finché al sistema viene fornito combustibile ed ossidante. D altra parte è utile ricordare come anche in Italia, per più di 70 anni, si è distribuito nelle città senza problemi particolari il cosiddetto gas di città, costituito da miscele di idrogeno (50%) e monossido di carbonio (50%), dove l elemento di maggiore pericolosità era il monossido di carbonio, in quanto altamente tossico. Attualmente anche città a densità di popolazione estremamente elevate, come Pechino, sono servite da reti di distribuzione di questo tipo di gas. Idrogenodotti di dimensioni significative sono attualmente presenti in diverse nazioni: esiste una rete di circa 170 km nella Francia del Nord, per un totale nell intera Europa di più di km. Il Nord America, poi, possiede più di 700 km di condutture per il trasporto dell idrogeno. Figura 6 COMBUSTIBILE SISTEMA TRADIZIONALE CO 2 CO, NO x, SO 2, Calore MOTORE GENERATORE L esperienza accumulata nel settore della distribuzione gas può quindi essere utilizzata in maniera molto diretta anche per la realizzazione e l esercizio di reti di distribuzione dell idrogeno, grosso modo simili alle attuali reti per il gas naturale; le maggiori differenze potrebbero risiedere nei materiali utilizzati (alcuni acciai, tipo quelli al cromo e al molibdeno, hanno migliore compatibilità con l idrogeno) e nei criteri di progetto delle stazioni di pompaggio. In particolare, sebbene abbia una densità energetica volumetrica minore di quella del gas naturale, l idrogeno è meno viscoso, per cui, con un adatta progettazione, l energia necessaria per il suo pompaggio diventa paragonabile a quella richiesta per la stessa quantità di energia trasportata con il gas naturale. Reti di distribuzione per idrogeno liquido, risultando particolarmente costose e di difficile gestione, sono state realizzate solo per applicazioni particolarmente specializzate, come il rifornimento di veicoli spaziali. Energia chimica COMBUSTIBILE Energia chimica Energia meccanica SISTEMA CON CELLA A COMBUSTIBILE CO 2 SISTEMA DI TRATTAMENTO COMBUSTIBILE Aria H 2 O Calore CELLA A COMBUSTIBILE Energia elettrica Energia elettrica

52 16 17 i Come funziona una cella a combustibile Una cella a combustibile è un dispositivo elettrochimico che converte direttamente l energia di un combustibile in elettricità e calore, senza passare attraverso cicli termici. Una cella è composta da due elettrodi separati da un elettrolita. Le reazioni che avvengono agli elettrodi consumano fondamentalmente idrogeno e ossigeno e producono acqua, attivando un passaggio di corrente elettrica nel circuito esterno. L elettrolita, che ha la funzione di condurre gli ioni prodotti da una reazione e consumati dall altra, chiude il circuito elettrico all interno della cella. La trasformazione elettrochimica è accompagnata da produzione di calore. IDROGENO H e - H + e - 2 O 2 H 2 H 2 H 2 Anodo e- e- e - H + H /2 O 2 H 2 O+elettricità + calore La cella (v. riquadro sopra) è composta da due elettrodi in materiale poroso, separati da un elettrolita. Gli elettrodi fungono da siti catalitici per le reazioni di cella che consumano fondamentalmente idrogeno ed ossigeno, con produzione di acqua e passaggio di corrente elettrica nel circuito esterno. L elettrolita ha la funzione di condurre gli ioni prodotti da una reazione e consumati dall altra, chiudendo il circuito elettrico all interno della cella. La trasformazione elettrochimica è accompagnata da produzione di calore, che è necessario estrarre per mantenere costante la temperatura di funzionamento della cella. H + H + Elettrolita e- e - e - H 2 O O 2 H 2 O Catodo OSSIGENO ACQUA Figura 7 Costruttivamente le celle sono disposte in serie (figura 7), a mezzo di piatti bipolari a formare il cosiddetto stack. Gli stack a loro volta sono assemblati in moduli per ottenere generatori della potenza richiesta. Si ottiene in questo modo un dispositivo ad elevata efficienza di conversione energetica, di rendimento quasi indipendente dal carico e dalla taglia dell impianto, flessibile nell uso dei combustibili di partenza, di impatto ambientale assai ridotto (figura 8) con emissioni trascurabili e bassa rumorosità. Comunque, nonostante i notevoli progressi compiuti a livello mondiale per affinare la tecnologia e le caratteristiche delle celle (v. riquadro p. 18), c è da fare ancora molto lavoro per migliorare le prestazioni dei materiali; per incrementare le prestazioni energetiche e ambientali; per aumentare l affidabilità e la durata; per semplificare i sistemi e ridurre i costi; per creare una rete di distribuzione del combustibile; e infine per consentire l emissione di standard e normative. Figura Impianti a carbone Piatto bipolare Impianti a petrolio Elettrolita Catodo Singola cella Anodo Piatto bipolare Impianti a gas CO 2 (g/kwh) NO (mg/kwh) SO 2 (mg/kwh) Polveri (mg/kwh) Idrocarburi (mg/kwh) Impianti con celle a combustibile Courtesy of Ballard Power Systems Inc.

53 18 19 i Tipi di celle e loro caratteristiche Tipi di celle Temperatura Elettrolita Celle alcaline Celle ad elettrolita polimerico Celle ad acido fosforico C C C Idrossido di potassio Membrana polimerica Acido fosforico Stato della tecnologia Sistemi 5-80 kw Sistemi kw Impianti dimostrativi fino a 11 MW Applicazioni Applicazioni spaziali Generatori portatili Trasporto Generazione portatile Usi residenziali Trasporto Cogenerazione Potenza distribuita LA QUESTIONE SICUREZZA Esistono ancora molte perplessità per agli aspetti di sicurezza a causa della poca familiarità con questo vettore, il che porta ad applicare condizioni particolarmente restrittive per la sua utilizzazione. Tuttavia, al di là della soggettiva percezione di rischio, un analisi attenta ridimensiona il concetto di pericolosità dell idrogeno. Questo gas è meno infiammabile della benzina. Infatti la sua temperatura di autoaccensione è di circa 550 C, contro i C (a seconda dei tipi) della benzina. L idrogeno è il più leggero degli elementi (quindici volte meno dell aria), e perciò si diluisce molto rapidamente in spazi aperti. È praticamente impossibile farlo detonare, se non in spazi confinati. Per individuare concentrazioni potenzialmente pericolose (> 4% in aria) si utilizzano sensori che possono facilmente comandare adeguati sistemi di sicurezza. I veicoli prototipo della BMW, ad esempio, hanno vetri e tettuccio che, in caso di presenza del gas, si aprono automaticamente. Celle a carbonati fusi Celle ad ossidi solidi C C Carbonato di litio e potassio Ossido di zirconio drogato Impianti dimostrativi fino a 2 MW Stack 25 kw Impianto 220 kw Cogenerazione industriale Potenza distribuita Cogenerazione industriale Potenza distribuita Quando brucia, l idrogeno si consuma molto rapidamente, sempre con fiamme dirette verso l alto e caratterizzate da una radiazione termica a lunghezza d onda molto bassa, quindi facilmente assorbibile dall atmosfera. Per contro materiali come la benzina, il gasolio, il GPL od il gas naturale sono più pesanti dell aria e, non disperdendosi, rimangono una fonte di pericolo per tempi molto più lunghi. È stato calcolato, facendo uso di dati sperimentali, che l incendio di un veicolo a benzina si protrae per minuti, mentre per un veicolo ad idrogeno non dura più di 1-2 minuti (figura 9). Impianto UTC Fuel Cells da 1 MW ad acido fosforico La bassa radiazione termica, propria delle fiamme da idrogeno, fa sì che esistano poche possibilità (al di là dell esposizione diretta alla fiamma) che materiali vicini possano essere a loro volta incendiati, riducendo così, oltre alla durata dell incendio, anche il pericolo di emissioni tossiche. L idrogeno, al contrario dei combustibili fossili, non è tossico, né corrosivo ed eventuali perdite dai serbatoi non causano problemi di inquinamento del terreno o di falde idriche sotterranee. Sistema da 1 kw a idrogeno Nuvera Fuel Cells Figura 9 Tempo: 0 minuti 3 secondi Tempo: 1 minuto 0 secondi Stack a carbonati fusi Ansaldo Fuel Cells Co per impianto 100 kw Schema di impianto a carbonati fusi Ansaldo Fuel Cells Co serie 500 Auto a idrogeno Auto a benzina Auto a idrogeno Auto a benzina

54 20 21 RICERCA E SVILUPPO ALL ESTERO I principali Paesi industrializzati nel mondo, in particolare Stati Uniti, Giappone, Unione Europea hanno tutti programmi di ricerca e sviluppo in corso, sia a breve che a medio termine, finalizzati a perfezionare la tecnologia delle celle e ad introdurre lo sfruttamento dell idrogeno nella produzione di energia nel giro di alcuni anni. A livello europeo, nell ottobre 2002, è stato costituito un gruppo di esperti composto da rappresentanti di grandi industrie del settore automobilistico ed energetico, dei servizi pubblici, di istituti di ricerca, con il compito di definire un programma e le priorità per promuovere la diffusione e l utilizzo dell idrogeno. Nel giugno 2003 a Bruxelles è stato da questi presentato un documento sulla Visione Europea che, di pari passo con lo sviluppo delle celle a combustibile e delle tecnologie correlate, prevede che intorno al 2050 l idrogeno prodotto da fonti rinnovabili rivestirà un ruolo importante nella produzione di energia. i Sistemi di celle Sistema da 15kWe a gas naturale ( ) MIUR L. 95/95 Partner: CNR-IT AE, Nuvera Fuel Cells Europe, Politecnico di Milano, Università di Roma, Genova e Torino. Realizzazione e sperimentazione di un sistema di propulsione a idrogeno da 30 kw di tipo ibrido con celle a combustibile (PEFC 5 kw) per trazione.* IN ITALIA In Italia, da un punto di vista energetico, la disponibilità di un vettore flessibile e pulito prodotto a partire da fonti diversificate, sia fossili che rinnovabili, è di estremo interesse per il nostro Paese, vista la sua dipendenza dalle importazioni di gas e di petrolio e l estrema vulnerabilità del sistema elettrico in caso di aumento dei consumi o di difficoltà di importazione dell energia. Analogo interesse rivestono i risvolti ambientali connessi con tale scelta che potranno favorire il conseguimento degli obiettivi previsti dal Protocollo di Kyoto (5) e dare un contributo significativo alla riduzione dell inquinamento locale. In particolare l impiego dell idrogeno nei trasporti contribuirebbe a migliorare la qualità dell aria nei centri urbani che, nonostante i grandi progressi realizzati e attesi nei veicoli convenzionali e nei relativi sistemi di abbattimento, ancora presenta delle criticità (smog fotochimico, particolato, poliaromatici, ecc.). Infine, per ultimo ma non ultimo, tutti questi benefici si combinano anche con gli interessi dell industria nazionale: l essere presenti nel mercato che si aprirà di qui a pochi anni è indispensabile per aspirare a una posizione competitiva in questo business. D altra parte, gli ingenti investimenti necessari richiedono il coinvolgimento attivo e convinto dei principali attori nazionali interessati (governo, società energetiche, industrie, utenti, strutture di ricerca); inoltre le numerose competenze necessarie e i diversi interessi coinvolti devono essere gestite in un quadro organico e unitario, che persegua in maniera coordinata obiettivi di interesse strategico per il Paese, avvalendosi anche di collaborazioni internazionali. L ENEA, per il suo ruolo e le sue competenze, intende contribuire allo sviluppo di tale programma in collaborazione con tutti i soggetti nazionali interessati. Nel (v. riquadro p. 21) sono illustrati, a titolo di esempio, alcuni sistemi di celle a elettrolita polimerico a cui sta lavorando attualmente l Ente. (5) Il Protocollo di Kyoto del 1998 prevede che tutti i Paesi industrializzati si impegnino a ridurre, per il periodo , il totale delle emissioni di gas ad effetto serra almeno del 5% rispetto ai livelli del L Italia si è impegnata per il 6,5%. Prototipi di diversa taglia (portatile da 150 W, unità da 300 W per bicicletta elettrica).* * Stack Riassumendo, le attività previste in Italia per il breve-medio termine riguarderanno: 1 per la produzione: la generazione di idrogeno pulito a partire da combustibili fossili; la valutazione e la fattibilità delle opzioni disponibili per il confinamento della CO 2 ; la produzione da fonti rinnovabili, in particolare dall energia solare; la messa a punto di sistemi di trasporto e distribuzione; la creazione di una rete di infrastrutture e di stoccaggio; 2 per l utilizzazione: la generazione di energia elettrica stazionaria, sia centralizzata in impianti di taglia industriale, sia distribuita in sistemi portatili e per utenze familiari; lo sviluppo di autoveicoli funzionanti a idrogeno.

55 22 23 I VEICOLI A IDROGENO Come si è visto nel riquadro a pagina 4, a livello globale circa il 30% delle emissioni di CO 2 in atmosfera è causato dai trasporti, del resto responsabili anche per altri tipi di inquinamento. Oltre ad agire sull efficienza dei veicoli tradizionali e a cercare di utilizzare combustibili più puliti, per cercare di limitare l effetto serra appare opportuno sviluppare la tecnologia del veicolo elettrico e, fra le varie soluzioni, quella più promettente a medio-lungo termine è basata sull uso dell idrogeno in veicoli equipaggiati con celle a combustibile. È per questi motivi che si dedicherà un po di attenzione all approfondimento di questa opportunità. L UTILIZZO DELLE CELLE A COMBUSTIBILE NELLA TRAZIONE L intervento in questo settore è orientato allo sviluppo sia di motori a combustione interna, sia di motori con celle a combustibile (fig. 10), questi ultimi essenziali per un sistema di trasporto a minimo impatto ambientale. L uso delle celle a combustibile per la trazione presenta infatti numerosi vantaggi ma comporta un grosso cambiamento rispetto alla filosofia attuale dei veicoli. Figura 10 H 2 comp. Fuel Cell Fuel Cell Batteria Ausiliari Azionamento Grazie alle caratteristiche delle celle il consumo del veicolo é meno della metà di un veicolo tradizionale alimentato a idrogeno I veicoli con motori a celle a combustibile hanno tutte le caratteristiche (v. riquadro sotto) di un veicolo elettrico, in quanto il sistema di generazione produce corrente continua. Su questi si troveranno quindi tutti i sistemi di regolazione e controllo della trazione propri dei veicoli a batteria. Inoltre la presenza di un motore elettrico e di un sistema di accumulo consente il recupero in frenata, opzione che, soprattutto in cicli caratterizzati da molte accelerazioni e frenate, come quelli urbani, può portare a notevoli risparmi di combustibile. i Veicoli con motori a celle a combustibile Pro Contro Emissioni zero Stoccaggio a bordo dell idrogeno Alta efficienza Infrastrutture Buone prestazioni (autonomia, accelerazione) Sicurezza e normativa Bassi costi di manutenzione (confrontati ai motori a combustione interna) Le prestazioni sono paragonabili a quelle dei veicoli tradizionali e l autonomia dipende ancora una volta dalla tecnologia utilizzata per lo stoccaggio dell idrogeno ma la maggior efficienza delle celle a combustibile (circa il doppio dell equivalente motore convenzionale su cicli urbani, in quanto le celle non sono penalizzate nel funzionamento a potenza ridotta) semplifica un poco questo problema. La guidabilità è quella dei veicoli elettrici che, come detto, ben si presta soprattutto a cicli urbani caratterizzati da accelerazioni a bassa velocità. L impatto ambientale di un veicolo a celle alimentato ad idrogeno è praticamente nullo, con i gas di scarico che contengono solamente aria e vapor d acqua. Le caratteristiche delle celle (modularità, rendimenti elevati anche per dimensioni medio-piccole e per carichi parziali) permettono inoltre la realizzazione di veicoli con taglie anche molto diverse (dalla bici all auto, all autobus, alle motrici ferroviarie) con la stessa tecnologia e con caratteristiche di prestazioni, consumi ed impatto ambientale equivalenti. Nel campo della trazione, dopo i primi prototipi realizzati con tecnologie diverse, il tipo di cella su cui si sono concentrati tutti i costruttori di veicoli è quello ad elettrolita polimerico, che meglio soddisfa i requisiti specifici dell uso sui veicoli stradali (v. riquadro sotto). Anche il grado di maturità tecnologica sta crescendo, avendo le maggiori case automobilistiche già realizzato i primi prototipi marcianti, sia di autovetture che di autobus, anche se resta ancora molta strada da fare per iniziare una produzione di serie. i Celle a elettrolita polimerico Rappresentano la tecnologia su cui sono focalizzate le attività di sviluppo dei principali costruttori automobilistici. Vantaggi Funzionamento a bassa temperatura Elevata densità di potenza dello stack (~ 1,7 kw/l, ~ 1,3 kw/kg) Assenza di problemi di corrosione tipici di altri tipi di celle con elettrolita liquido Relativa semplicità costruttiva Rapidità di partenza a freddo (circa un minuto) Con idrogeno come combustibile il veicolo è a zero emissioni Il fattore chiave su cui occorre focalizzare l attenzione è rappresentato dalla riduzione dei costi. Il target per un sistema con celle a combustibile, fissato dai costruttori di veicoli, è dello stesso ordine di grandezza di quello degli odierni motori ( $/kw) ma attualmente il costo di questi ultimi è di gran lunga inferiore a quello degli attuali prototipi di sistemi con celle ( $/kw). Data la semplicità costruttiva di queste è facile ipotizzare che, in presenza di produzioni di massa, tali costi potranno essere drasticamente ridotti, almeno per quanto riguarda la manodopera e le lavorazioni meccaniche, ma attualmente il costo dei materiali (particolarmente catalizzatore, elettrodi e membrana) è ancora troppo alto per raggiungere gli obiettivi prefissati. Comunque tutti i principali costruttori automobilistici hanno in corso ricerche per tentare di abbattere i costi di questi componenti (figura 11).

56 24 25 Figura 11 Numero di stazioni di rifornimento ~ Introduzione: finanziamento iniziale "Fase-apprendimento" 30 stazioni di rifornimento Sviluppo rete di distribuzione pubblica Penetrazione nel mercato: incentivi finanziari Mercato totale: declino degli incentivi Figura Fonte BMW la realizzazione di un numero adeguato di strutture di rifornimento distribuite sul territorio, in modo da non pregiudicarne il successo (figura 12). QUANDO IL VEICOLO A IDROGENO? Vi sono diversi impedimenti che si oppongono alla penetrazione del veicolo a idrogeno e che richiedono uno sforzo notevole per la loro rimozione da parte di tutti i soggetti coinvolti (ed in particolare da parte delle autorità pubbliche) per far sì che la tecnologia si affermi definitivamente su larga scala nel giro di qualche decennio. Le principali barriere sono tecnologiche, strutturali, economiche, normative, di accettazione sociale. Tra i problemi tecnologici, il sistema d accumulo dell idrogeno a bordo è uno dei più critici in quanto condiziona pesantemente l autonomia del veicolo rispetto ai concorrenti convenzionali a causa dell eccessivo peso e ingombro dei serbatoi attuali. Vanno pertanto intensificati gli sforzi in ricerca, sviluppo e dimostrazione sulle opzioni di stoccaggio praticabili, con l obiettivo di aumentare la densità energetica sia in volume sia in peso. Inoltre, il costo di una cella ad elettrolita polimerico, in un sistema di produzione ottimizzato di scala industriale, risulterà molto influenzato dal contenuto di metalli preziosi nel catalizzatore. È pertanto necessario operare una riduzione del contenuto di platino nei catalizzatori e, in prospettiva, l utilizzo di nuovi materiali sostitutivi di costo inferiore. Fra gli ostacoli strutturali si può includere la mancanza di una rete di stazioni di rifornimento: l avvio della realizzazione delle infrastrutture di distribuzione è un operazione complessa da attuarsi con i produttori di autoveicoli, sia per l incertezza sulla redditività dell investimento, in mancanza di una domanda ben quantificabile, sia per quanto riguarda la scelta delle tecnologie di produzione dell idrogeno, la fonte da usare, la modalità d approvvigionamento, la scelta dei siti. Dovranno essere previste almeno due fasi: una prima, sperimentale, durante la quale l idrogeno potrà essere fornito da strutture ad hoc predisposte presso i gestori delle flotte ed aperte all utenza esterna; una seconda, accompagnata necessariamente da incentivi pubblici per coprire le perdite iniziali, in cui la commercializzazione dovrà essere accompagnata, se non preceduta, dal- I costi di un veicolo a idrogeno rappresentano un altro handicap con cui confrontarsi. Dopo la fase prototipale in cui tali mezzi sono comunque fuori mercato, le valutazioni, dopo circa 15 anni dall avvio della fase di commercializzazione e una volta che siano subentrate economie di scala, oscillano intorno al prezzo di US$ per autovettura, superiore di circa US$ rispetto alla stima del prezzo di un autovettura convenzionale equivalente. Si rendono poi necessari interventi tempestivi mirati all adeguamento della normativa, strutturata ora sulla tecnologia dei mezzi convenzionali di trasporto, così come sarebbero utili norme incentivanti, che privilegino la circolazione degli autoveicoli a idrogeno nei centri urbani, in quanto a basso impatto ambientale, o che sopperiscano ad alcune difficoltà di ordine pratico dovute, per esempio, all incertezza di poter disporre di un conveniente mercato dell usato per il veicolo, alla difficoltà in alcuni casi di assicurarlo e/o di avere premi di assicurazione confrontabili a quelli dei veicoli convenzionali, ecc. Infine, a livello psicologico, i cittadini tendono mediamente a privilegiare l uso delle tecnologie consolidate perché più familiari e quindi percepite più sicure e più vantaggiose. La penetrazione di una nuova tecnologia quindi dovrà essere accompagnata da una campagna di informazione tendente a ridurre la barriera di accettabilità sociale, attraverso una evidenziazione dei vantaggi connessi alla tecnologia e delle modalità per superare i possibili inconvenienti. Dovrà rendersi noto, pertanto, che sia la sicurezza sia le prestazioni degli impianti e della tecnologia dell idrogeno non hanno niente da invidiare rispetto a quelli tradizionali; in particolare anzi, i vantaggi ambientali si presentano indubbiamente superiori. L utente, quindi, dovrà sviluppare una sensibilità ecologica più spinta e considerarsi sempre più protagonista nella realizzazione di una società compatibile con la salvaguardia dell ambiente. Solo in questo caso l idrogeno ci potrà realmente dare una mano a mantenere l aria più pulita e a migliorare la vivibilità del pianeta.

57 L ENEA pubblica altri opuscoli sulle scelte più convenienti che tutti noi possiamo adottare per risparmiare energia e proteggere l ambiente. Potete richiedere gratuitamente gli opuscoli che vi interessano a: ENEA-Unità RES RELPROM Lungotevere Thaon di Revel, Roma - Fax Ricerca e Innovazione per lo Sviluppo Sostenibile del Paese C.C.E.I. Centri di Consulenza Energetica Integrata L ENEA è un ente di diritto pubblico operante nei campi della ricerca e dell innovazione per lo sviluppo sostenibile, finalizzata a promuovere insieme gli obiettivi di sviluppo, competitività e occupazione e quello della salvaguardia ambientale. Svolge altresì funzioni di agenzia per le pubbliche amministrazioni mediante la prestazione di servizi avanzati nei settori dell energia, dell ambiente e dell innovazione tecnologica. In particolare l Ente: svolge, sviluppa, valorizza e promuove la ricerca in tema di energia, ambiente e innovazione tecnologica nel quadro dei programmi di ricerca nazionali, dell Unione Europea e di altre organizzazioni internazionali; sostiene e favorisce i processi di innovazione e di trasferimento tecnologico al sistema produttivo e alle pubbliche amministrazioni; fornisce supporto tecnico specialistico ed organizzativo alle amministrazioni, alle regioni e agli enti locali, nell ambito di accordi di programma con i Ministeri dell Industria, dell Ambiente e dell Università e della Ricerca Scientifica e con altre amministrazioni pubbliche. L Ente ha circa dipendenti che operano in Centri di Ricerca distribuiti su tutto il territorio nazionale. Nelle diverse regioni sono anche presenti 13 Centri di Consulenza Energetica Integrata per la promozione e la diffusione degli usi efficenti dell energia nei settori industriale, civile e dei trasporti. Veneto - C.C.E.I. ENEA - Calle delle Ostreghe, C.P VENEZIA - Tel Fax Liguria - C.C.E.I. ENEA Via Serra, GENOVA - Tel Fax Toscana - C.C.E.I. ENEA - Via Ponte alle Mosse, FIRENZE Tel Fax Marche - C.C.E.I. ENEA - V.le della Vittoria, ANCONA - Tel Fax Umbria C.C.E.I. ENEA - Via Angeloni, PERUGIA - Tel Fax Lazio -C.R. Casaccia - Via Anguillarese, ROMA - Tel Fax Abruzzo - C.C.E.I. ENEA - Via N. Fabrizi, 215/ PESCARA - Tel Fax Molise -C.C.E.I. ENEA - Via Mazzini, CAMPOBASSO - Tel Fax Campania C.C.E.I. ENEA - Via della Costituzione Isola A/ NAPOLI - Tel Fax Puglia - C.C.E.I. ENEA - Via Roberto da Bari, BARI - Tel Fax Basilicata C.C.E.I. ENEA - C/o SEREA - Via D. Di Giura, s.n.c POTENZA - Tel Fax Calabria -C.C.E.I. ENEA - Via Argine Destra Annunziata, REGGIO CALABRIA - Tel Fax Sicilia -C.C.E.I. ENEA - Via Catania, PALERMOTel Fax

58 SVILUPPO SOSTENIBILE LA POMPA DI CALORE EDITO DA: ENEA - LUNGOTEVERE THAON DI REVEL, ROMA - SETTEMBRE DESIGN: ANTIPODI ROMA - STAMPA: PRIMAPRINT (VITERBO) S V I L U P P O S O S T E N I B I L E 4 G

59 2 3 PERCHÈ UN OPUSCOLO SULLA POMPA DI CALORE Cos è una pompa di calore? Come funziona? A cosa serve? È conveniente? Questo opuscolo dell ENEA vuole rispondere a queste e ad altre domande indicando le condizioni in cui, con la pompa di calore (p.d.c.), si può conseguire un risparmio energetico e, nel contempo, limitare l impatto ambientale. L energia impiegata nel settore civile (residenziale e terziario) per il riscaldamento degli ambienti e dell acqua sanitaria, rappresenta circa il 20% del consumo energetico totale italiano. Tale energia è prodotta, per la quasi totalità, da combustibili, liquidi e gassosi, con inquinamento atmosferico, che provoca danni all ambiente ed effetti nocivi alla salute dell uomo. Le nuove esigenze legate al miglior standard di vita comportano l utilizzazione del condizionamento non solo degli ambienti di lavoro, ma anche delle abitazioni, con conseguenti aumenti dei consumi energetici. La pompa di calore, grazie alla sua capacità di funzionare anche come condizionatore d aria, rappresenta un mezzo per migliorare il livello di comfort degli ambienti abitativi e di lavoro. Vedremo come la pompa di calore costituisce un utile strumento per conseguire significativi risparmi energetici, e quindi economici per i singoli cittadini e per l intero paese, limitando le emissioni di inquinanti a livello locale. Risparmiare energia significa anche proteggere l ambiente COSA CONTIENE L OPUSCOLO Con l aiuto di schemi, diagrammi e tabelle, l opuscolo dà informazioni su: caratteristiche e tipologie delle pompe di calore; principi di funzionamento; forme di utilizzo, criteri di scelta ed infine consigli pratici per l installazione e la manutenzione. 1 CHE COS È LA POMPA DI CALORE La pompa di calore è una macchina in grado di trasferire calore da un ambiente a temperatura più bassa ad un altro a temperatura più alta. Essa opera con lo stesso principio del frigorifero e del condizionatore d aria. aria raffreddata aria esterna In particolare: 1 Che cos è la pompa di calore 2 Com è fatta, come funziona 3 La sua efficienza 4 Dove prende il calore: la sorgente fredda 5 Dove viene utilizzato il calore: il pozzo caldo 6 Le diverse pompe di calore 7 Applicazioni della pompa di calore 8 Le diverse taglie della pompa di calore 9 Scelta della pompa di calore 10 Dimensionamento 11 Installazione della pompa di calore 12 Manutenzione 13 Valutazioni economiche aria riscaldata aria ambiente CIRCOLAZIONE ARIA INTERNA CIRCOLAZIONE ARIA ESTERNA

60 4 5 2 COME È FATTA E COME FUNZIONA La pompa di calore è costituita da un circuito chiuso, percorso da uno speciale fluido (frigorigeno) che, a seconda delle condizioni di temperatura e di pressione in cui si trova, assume lo stato di liquido o di vapore. Il circuito chiuso è costituito da: un compressore un evaporatore un condensatore una valvola di espansione FONTE DI CALORE: ARIA TERRA ACQUA VAPORE VAPORE MOTORE COMPRESSORE VAPORE VAPORE RADIATORE ACQUA CALDA TERMOCONVETTORE Il condensatore e l evaporatore sono costituiti da scambiatori di calore, cioè tubi posti a contatto con un fluido di servizio (che può essere acqua o aria) nei quali scorre il fluido frigorigeno. Questo cede calore al condensatore e lo sottrae all evaporatore. I componenti del circuito possono essere sia raggruppati in un unico blocco, sia divisi in due parti (sistemi SPLIT ) raccordate dai tubi nei quali circola il fluido frigorigeno. EVAPORATORE Il compressore comprime il gas (refrigerante) aumentandone la temperatura CONDENSATORE Nel funzionamento il fluido frigorigeno, all interno del circuito, subisce le seguenti trasformazioni: Compressione: il fluido frigorigeno allo stato gassoso e a bassa pressione, proveniente dall evaporatore, viene portato ad alta pressione; nella compressione si riscalda assorbendo una certa quantità di calore. Condensazione: il fluido frigorigeno, proveniente dal compressore, passa dallo stato gassoso a quello liquido cedendo calore all esterno. LIQUIDO LIQUIDO VALVOLA DI ESPANSIONE LIQUIDO LIQUIDO Espansione: passando attraverso la valvola di espansione il fluido frigorigeno liquido si trasforma parzialmente in vapore e si raffredda. Evaporazione: il fluido frigorigeno assorbe calore dall esterno ed evapora completamente. L insieme di queste trasformazioni costituisce il ciclo della pompa di calore: fornendo energia con il compressore, al fluido frigorigeno, questo, nell evaporatore, assorbe calore dal mezzo circostante e, tramite il condensatore, lo cede al mezzo da riscaldare. La fonte di calore, tramite l evaporatore, fornisce calore al liquido refrigerante il quale evapora Il liquido (refrigerante) passando attraverso una valvola di espansione si espande riducendo così la propria temperatura Nel condensatore i gas caldi cedono calore all acqua dell impianto di riscaldamento condensando

61 6 7 3 EFFICIENZA DELLA POMPA DI CALORE Nel corso del suo funzionamento, la pompa di calore: Consuma energia elettrica nel compressore; Assorbe calore nell evaporatore, dal mezzo circostante, che può essere aria o acqua; Cede calore al mezzo da riscaldare nel condensatore (aria o acqua). Il vantaggio nell uso della pompa di calore deriva dalla sua capacità di fornire più energia (calore) di quella elettrica impiegata per il suo funzionamento in quanto estrae calore dall ambiente esterno (aria-acqua). L efficienza di una pompa di calore è misurata dal coefficiente di prestazione C.O.P. che è il rapporto tra energia fornita (calore ceduto al mezzo da riscaldare) ed energia elettrica consumata. Il C.O.P. è variabile a seconda del tipo di pompa di calore e delle condizioni di funzionamento ed ha, in genere, valori prossimi a 3. Questo vuol dire che per 1 kwh di energia elettrica consumato, fornirà 3 kwh (2.580 kcal) di calore al mezzo da riscaldare. Il C.O.P. sarà tanto maggiore quanto più bassa è la temperatura a cui il calore viene ceduto (nel condensatore) e quanto più alta quella della sorgente da cui viene assorbito (nell evaporatore). Al di sotto di una temperatura compresa tra -2 C e 2 C la pompa di calore si disattiva in quanto le sue prestazioni si ridurrebbero significativamente. Va tenuto conto inoltre che la potenza termica resa dalla pompa di calore dipende dalla temperatura a cui la stessa assorbe calore. 4 SORGENTE FREDDA Il mezzo esterno da cui si estrae calore è detto sorgente fredda. Nella pompa di calore il fluido frigorigeno assorbe calore dalla sorgente fredda tramite l evaporatore. Le principali sorgenti fredde sono: L aria: esterna al locale dove è installata la pompa di calore oppure estratta dal locale dove è installata la pompa di calore; L acqua: di falda, di fiume, di lago quando questa è presente in prossimità dei locali da riscaldare e a ridotta profondità. Altre sorgenti possono essere costituite da: Acqua accumulata in serbatoi e riscaldata dalla radiazione solare Terreno, nel quale vengono inserite le tubazioni relative all evaporatore. 5 IL POZZO CALDO L aria o l acqua da riscaldare sono detti pozzo caldo. Nel condensatore il fluido frigorigeno cede al pozzo caldo sia il calore prelevato dalla sorgente fredda che l energia fornita dal compressore. Il calore può essere ceduto all ambiente attraverso: Ventilconvettori, costituiti da armadietti nei quali l aria viene fatta circolare sopra corpi scaldanti; Serpentine inserite nel pavimento, nelle quali circola acqua calda; Canalizzazioni, che trasferiscono direttamente il calore prodotto dalla pompa di calore ai diversi locali.

62 8 9 6 LE DIVERSE POMPE DI CALORE Le pompe di calore si distinguono in base alla sorgente fredda e al pozzo caldo che utilizzano. ARIA-ACQUA Possono quindi essere del tipo: ARIA-ACQUA ARIA-ARIA ACQUA-ACQUA ACQUA-ARIA ACQUA-ACQUA L aria come sorgente fredda ha il vantaggio di essere disponibile ovunque; tuttavia la potenza resa dalla pompa di calore diminuisce con la temperatura della sorgente. Nel caso si utilizzi l aria esterna, è necessario (intorno a 0 C), un sistema di sbrinamento che comporta un ulteriore consumo di energia. Diverso e più vantaggioso, è l impiego come sorgente fredda dell aria interna viziata (aria estratta) che deve essere comunque rinnovata. L acqua come sorgente fredda garantisce le prestazioni della pompa di calore senza risentire delle condizioni climatiche esterne; tuttavia richiede un costo addizionale dovuto al sistema di adduzione. Il terreno, come sorgente fredda ha il vantaggio di subire minori sbalzi di temperatura rispetto all aria. Le tubazioni orizzontali vanno interrate ad una profondità minima da 1 a 1,5 metri per non risentire troppo delle variazioni di temperatura dell aria esterna e mantenere i benefici effetti dell insolazione. È necessaria una estensione di terreno da 2 a 3 volte superiore alla superficie dei locali da riscaldare. Si tratta quindi di una soluzione costosa, sia per il terreno necessario che per la complessità dell impianto. TERRA-ACQUA